ใช้การทำซ้ำจุดคงที่เพื่อแยกระบบของ pde


12

สมมติว่าฉันมีปัญหาค่าขอบเขต:

d2udx2+dvdx=f in Ω
dudx+d2vdx2=g in Ω
u=h in ∂Ω

เป้าหมายของฉันคือการสลายการแก้ปัญหาของคู่นี้ให้เป็นลำดับของ PDE ที่ไม่แยกตัว ในการแยกระบบออกฉันใช้การวนซ้ำแบบจุดคงที่กับลำดับการประมาณ(uk,vk)เช่นนั้น

d2ukdx2+dvk−1dx=f
duk−1dx+d2vkdx2=g

ในทางทฤษฎีสิ่งนี้จะช่วยให้ฉันแก้สมการทั้งสองเป็น PDE ของรูปไข่อย่างหมดจด อย่างไรก็ตามฉันไม่เคยเห็นการทำซ้ำจุดคงที่มาใช้กับ PDE ในวิธีนี้ ฉันได้เห็นการวนซ้ำจุดคงที่ที่ใช้กับสมการที่แยกด้วยตัวเลข (วิธีผลต่างอันตะ จำกัด , วิธีไฟไนต์อิลิเมนต์ ฯลฯ ) แต่ไม่เคยใช้กับสมการต่อเนื่องโดยตรง

ฉันละเมิดหลักการทางคณิตศาสตร์ที่โจ่งแจ้งโดยทำสิ่งนี้หรือไม่? มันถูกต้องทางคณิตศาสตร์หรือไม่? ฉันสามารถแก้ปัญหา PDE คู่กันเป็นลำดับของ PDE ที่ไม่แยกส่วนได้โดยใช้การวนซ้ำจุดคงที่ที่ใช้กับปัญหาตัวแปร CONTINUOUS แทนที่จะเป็นปัญหา DISCRETE หรือไม่

ณ จุดนี้ฉันไม่ได้กังวลจริง ๆ ว่าจะใช้วิธีนี้ได้จริงหรือไม่ แต่มันก็เป็นไปได้ในทางทฤษฎี ข้อเสนอแนะใด ๆ จะได้รับการชื่นชมอย่างมาก!


6
ในวรรณคดีไฮเพอร์โบลิก PDE ขั้นตอนที่เป็นเศษส่วนและวิธีการแยกตัวดำเนินการเรียงลำดับของสิ่งที่คุณอธิบายข้างต้น
— Geoff Oxberry

(uk,vk)(uk,pk)

@BillBarth: ใช่! ฉันเพิ่งแก้ไขมัน
— พอล

@GeoffOxberry: ฉันพบว่าตัวดำเนินการแตกต่างกันมากในตัวละคร
— ไม่ระบุชื่อ

@ พอล: ฉันสามารถคิดปัญหาอย่างน้อยหนึ่งปัญหาที่ "คู่ PDEs" ได้รับการแก้ไขผ่านการทำซ้ำจุดคงที่ (และไม่เพียงแค่สูตรเป็นปัญหาจุดคงที่): การสลายตัวโดเมนดูวิธีการ Neumann-Dirichlet (ความแตกต่างตรงนี้คือคุณมี PDE สองตัว แต่อยู่บนโดเมนที่ต่างกันและการเชื่อมต่อจะทำผ่านอินเตอร์เฟสเท่านั้น)
— ไม่ระบุชื่อ

คำตอบ:


11

C∞(Ω)×C∞(Ω)

d2ukdx2+dvk−1dx=fd2vkdx2+duk−1dx=g
(รวมถึงเงื่อนไขขอบเขต)

เป็นที่ชัดเจนว่าหากลำดับนี้มาบรรจบกันมันจะเป็นทางออกของชุด PDE ดั้งเดิมของคุณ

xk→xk+1u0v0

‖(ukvk)−(u^kv^k)‖≤q‖(uk−1vk−1)−(u^k−1v^k−1)‖
|q|<1(uk−1,vk−1)(u^k−1,v^k−1)

ตรรกะนี้ทำงานได้ทั้งในพื้นที่ต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง


3
ไม่ควร ? |q|<1
— พอล
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.