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简报

非线性发展方程非守恒格式的计算稳定性

  • 林万涛
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  • LASG, 中国科学院大气物理研究所, 北京 100029

收稿日期: 2003-01-24

  修回日期: 2003-09-16

  网络出版日期: 2004-05-10

基金资助

国家杰出青年科学基金项目(49825109);中国科学院百人计划项目共同资助

Computational Stability of Non-Conservative Schemes of Nonlinear Evolution Equations

  • LIN WanTao
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  • LASG, Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China

Received date: 2003-01-24

  Revised date: 2003-09-16

  Online published: 2004-05-10

摘要

针对非线性发展方程的非守恒格式,以二维非线性浅水波方程为例,给出了计算稳定的必要性条件。在数值试验的基础上,进一步讨论了非线性发展方程非守恒格式与初值之间的关系。理论分析和数值试验证明,非守恒格式的计算稳定性不仅与格式的结构有关,而且还由初值及其偏导数的形式所决定。

本文引用格式

林万涛 . 非线性发展方程非守恒格式的计算稳定性[J]. 中国科学院大学学报, 2004 , 21(3) : 402 -406 . DOI: 10.7523/j.issn.2095-6134.2004.3.019

Abstract

For the non conservative schemes of nonlinear evolution equations, taking two dimensional shallow water wave equation as an example, the necessary conditions of computational stability are given. Based on the numerical tests, the relationship between the nonlinear computational stability, the construction of difference schemes, and the form of initial values is further discussed. It is proved through theoretical analysis and numerical tests that the computational stability of non conservative schemes is not only dependent on the structure of the scheme, but also on the form of initial values and their partial derivatives.

参考文献

[1] Lilly D K. On the computational stability of numerical solutions of time2dependent nonlinear geophysical fluid dynamics problems. Mon. Wea.Rev., 1965, 93(1): 11-26

[2] Arakawa A. Computational designfor long2term numerical integrationsof the equationsof atmospheric motion. J. Comp. Phys., 1966, 1: 119-143

[3] Jespersen P C. Arakawa’s method is a finite element method. J. Comp. Phys., 1974, 16: 383-390

[4] 曾庆存. 计算稳定性的若干问题. 大气科学, 1978, 2(3): 181-191

[5] 曾庆存, 季仲贞. 发展方程的计算稳定性问题. 计算数学, 1981, 3(1): 79-86

[6] 季仲贞. 二维Lilly 格式非线性计算不稳定的例子. 科学通报, 1980, 25(19): 890-892

[7] 季仲贞. 非线性计算稳定性的比较分析. 大气科学, 1981, 4(4): 344-354

[8] 季仲贞, 王斌. 再论发展方程差分格式的构造和应用. 大气科学, 1991, 15(2): 72-78

[9] 季仲贞, 王斌,曾庆存. 计算地球流体力学若干新进展. 空气动力学学报, 1998, 16(1): 108-114

[10] 季仲贞,杨晓忠,林万涛. 非线性计算不稳定问题的进一步研究. 中国科学院研究生院学报,2001,18(1): 59-65

[11] 王斌, 季仲贞. 显式完全平方守恒差分格式的构造及其初步检验. 科学通报, 1990, 35(10): 766-768

[12] 王斌, 季仲贞. 协调耗散算子与显式完全平方守恒差分格式. 中国科学(B 辑), 1993, 23(6): 665-672

[13] 王斌, 曾庆存,季仲贞. 平方守恒系统与 Hamilton 系统. 中国科学(A 辑), 1995, 25(7): 765-770

[14] 王斌, 季仲贞. 变步长显式完全平方守恒差分格式. 气象学报, 1995, 53(3): 299-305

[15] 陈嘉滨,季仲贞. 半拉格朗日平方守恒计算格式的研究. 大气科学,2001, 25(6): 837-846

[16] Ji Zhong-Zhen, Wang Bin, Zhao Ying, et al. Total energy conservation and the symplectic algorithm. Advance in Atmospheric Sciences, 2002, 19(3): 459-469

[17] 林万涛, 季仲贞,王斌. 一种判定非线性发展方程差分格式计算稳定性的新方法. 科学通, 2000, 45(8): 881-885

[18] 林万涛, 季仲贞,李双林. 线性与非线性发展方程差分格式计算稳定性的比较分析. 自然科学进展, 2000, 10(10): 936-940

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