scholarly journals Stability of Finite Difference Schemes on Irregular Meshes for Von Foerster-Type 1-D Equations

2007 ◽  
Vol 14 (4) ◽  
pp. 793-805
Author(s):  
Piotr Zwierkowski

Abstract We consider a generalized von Foerster equation in one dimensional spatial variable and construct finite difference schemes for the initial value problem. The stability of finite difference schemes on irregular meshes generated by characteristics is studied.

2012 ◽  
Vol 12 (3) ◽  
pp. 289-305 ◽  
Author(s):  
Bosko Jovanovic ◽  
Magdalena Lapinska-Chrzczonowicz ◽  
Aleh Matus ◽  
Piotr Matus

Abstract Abstract — We have studied the stability of finite-difference schemes approximating initial-boundary value problem (IBVP) for multidimensional parabolic equations with a nonlinear source of a power type. We have obtained simple sufficient input data conditions, in which the solutions of differential and difference problems are globally bounded for all t. It is shown that if these conditions are not satisfied, then the solution can blow-up (go to infinity) in finite time. The lower bound of the blow-up time has been determined. The stability of the difference solution has been proven. In all cases, we used the method of energy inequalities based on the application of the Chaplygin comparison theorem for nonlinear ODEs, Bihari-type inequalities and their discrete analogs.


Author(s):  
Г.В. Кривовичев ◽  
Е.С. Марнопольская

Статья посвящена анализу и оптимизации явных разностных схем для решения уравнений переноса, возникающих на этапе адвекции метода расщепления по физическим процессам. Метод может применяться как для решеточных уравнений Больцмана, так и при решении кинетических уравнений общего вида. Рассматриваются схемы второго-четвертого порядков аппроксимации. Для уменьшения эффектов численных диссипации и дисперсии используются схемы с параметром. С использованием метода фон Неймана и полиномиальной аппроксимации границ областей устойчивости получены условия устойчивости схем в виде неравенств на значения параметра Куранта. Оптимальные значения параметра для регулирования диссипативных и дисперсионных эффектов предлагается находить посредством решения задач минимизации функций максимума. Схемы с оптимальными значениями параметра применяются при решении тестовых задач - для одномерного и двумерного уравнений переноса, а также при применении метода расщепления к решению задачи о течении в каверне с подвижной крышкой. This paper is devoted to the analysis and optimization of explicit finite-difference schemes for solving the transport equations arising at the advection stage in the method of splitting into physical processes. The method can be applied to the lattice Boltzmann equations and to the kinetic equations of general type. The second-to-fourth order schemes are considered. In order to minimize the effect of numerical dispersion and dissipation, the parametric schemes are used. The Neumann method and the polynomial approximation of the boundaries of stability domains are employed to obtain the stability conditions in the form of inequalities imposed on the Courant parameter. The optimal values of the parameter used to control the dissipation and dispersion effects are found by minimizing the maximum function. The schemes with optimal parameters are applied for the numerical solution of 1D and 2D advection equations and for the problem of lid-driven cavity flow.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document