工程数学学报
工程數學學報
공정수학학보
CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING MATHEMATICS
2014年
2期
310-315
,共6页
Klein-Gordon-Zakharov方程%有限差分法%可解性%收敛性
Klein-Gordon-Zakharov方程%有限差分法%可解性%收斂性
Klein-Gordon-Zakharov방정%유한차분법%가해성%수렴성
Klein-Gordon-Zakharov equation%finite difference scheme%solvability%convergence
本文针对Klein-Gordon-Zakharov方程运用Crank-Nicolson格式和蛙跳格式的构造方法分别对线性项和非线性项进行离散,得到一个新的半显式有限差分格式。该格式在实际计算中是线性化解耦的,即在具体计算中的每一时间步,只需求解两个独立的三对角线性代数方程组,从而可以大幅提高计算效率。由于难以得到数值解的最大模先验估计,本文引入数学归纳方法并利标准的能量方法和不动点定理得到了数值解的存在唯一性,并证明了格式在时间和空间两个方向的二阶收敛性。数值结果验证了格式的精度和稳定性。
本文針對Klein-Gordon-Zakharov方程運用Crank-Nicolson格式和蛙跳格式的構造方法分彆對線性項和非線性項進行離散,得到一箇新的半顯式有限差分格式。該格式在實際計算中是線性化解耦的,即在具體計算中的每一時間步,隻需求解兩箇獨立的三對角線性代數方程組,從而可以大幅提高計算效率。由于難以得到數值解的最大模先驗估計,本文引入數學歸納方法併利標準的能量方法和不動點定理得到瞭數值解的存在唯一性,併證明瞭格式在時間和空間兩箇方嚮的二階收斂性。數值結果驗證瞭格式的精度和穩定性。
본문침대Klein-Gordon-Zakharov방정운용Crank-Nicolson격식화와도격식적구조방법분별대선성항화비선성항진행리산,득도일개신적반현식유한차분격식。해격식재실제계산중시선성화해우적,즉재구체계산중적매일시간보,지수구해량개독립적삼대각선성대수방정조,종이가이대폭제고계산효솔。유우난이득도수치해적최대모선험고계,본문인입수학귀납방법병리표준적능량방법화불동점정리득도료수치해적존재유일성,병증명료격식재시간화공간량개방향적이계수렴성。수치결과험증료격식적정도화은정성。
This paper presents a semi-explicit finite difference scheme for solving the the Klein-Gordon-Zakharov (KGZ) equation by the Crank-Nicolson/leap frog discretization on the linear/nonlinear terms. The new scheme is linearized and decoupled in the practical computation. Actually, at each time step, just only two independent tridiagonal systems of linear algebraic equations need to be solved. To obtain the a priori estimate of the numerical solution, we apply an induction argument, the energy method and the fixed point theorem to prove the unique existence of the nu-merical solution and second order convergence in both the time and space direction. Numerical results indicate the accuracy and the stability of the proposed scheme.