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对流扩散方程是反映流体流动的一类基本方程,应用多步特征差分方法求对流扩散方程的数值解,不仅具有计算稳定,计算效率高等优点,更提高了沿特征线的离散精度,在流体力学的数值模拟中有着广泛的应用。本文主要提出基于保形插值的多步特征差分方法,并运用离散泛函分析的理论和方法给出了其差分解对真解的L2模误差估计式。全文共分三部分:
第一部分:一维对流扩散方程基于三次Hermite保形插值的特征差分方法。该方法对对流项沿特征线方向离散,对扩散项使用二阶中心差商离散,在插值部分运用三次Hermite保形插值.对得到的差分格式,给出了L2模误差估计式。
第二部分:一维对流扩散方程基于三次Hermite保形插值的多步特征差分方法。该方法特征线的离散改为多步方法,并且给出了L2模误差估计式。数值算例表明,应用多步特征差分方法进行计算效果更好。
第三部分:一维线性对流扩散方程周期性边值问题的多步紧特征差分法。该方法进一步提高了计算精度,并且给出了L2模误差估计式。