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解法の方針

ドキュメント内 応用数値解析特論第9回 (ページ 34-38)

この 2 つの式を参考に、次のスライドで差分方程式を立てる。

8.2 熱方程式に対する有限要素法

8.2.2 解法の方針

時間微分については差分法で近似し、空間微分については有限要素法で近似す る。つまり前節の最後に書いたように、まず

u

n+1

u

n

t = u

n+1

+ f (後退 Euler 法の場合), (15a)

あるいは

u

n+1

u

n

t = [(1 θ)u

n

+ θu

n+1

] + f (θ法の場合) (15b)

と時刻について差分近似してから、各時刻 t

n+1 で

(14b), (14c)

と合わせて、Ω における境界値問題とみなす。

すなわち、境界条件は u

n+1

= g 1 (on Γ 1 ), (16a)

∂u

n+1

∂n = g 2 (on Γ 2 ). (16b)

(u

n

が既知ならば −△ u

n+1

+ cu

n+1

= F . Poisson 方程式ではないが、ほぼ同様に 解ける ) 。

以下、内積の記号 ⟨· , ·⟩ , ( · , · ), [ · , · ] や、関数空間 X ˆ

g1

, ˆ X は Poisson 方程式のと きのものを利用する。

かつらだ 桂 田

まさし

祐 史 https://m-katsurada.sakura.ne.jp/ana2023/応用数値解析特論 第9回 〜発展系の数値解析(1)〜 21 / 31

8.2.2 解法の方針

時間微分については差分法で近似し、空間微分については有限要素法で近似す る。つまり前節の最後に書いたように、まず

u

n+1

u

n

t = u

n+1

+ f (後退 Euler 法の場合), (15a)

あるいは

u

n+1

u

n

t = [(1 θ)u

n

+ θu

n+1

] + f (θ法の場合) (15b)

と時刻について差分近似してから、各時刻 t

n+1 で

(14b), (14c)

と合わせて、Ω における境界値問題とみなす。すなわち、境界条件は

u

n+1

= g 1 (on Γ 1 ), (16a)

∂u

n+1

∂n = g 2 (on Γ 2 ).

(16b)

(u

n

が既知ならば −△ u

n+1

+ cu

n+1

= F . Poisson 方程式ではないが、ほぼ同様に 解ける ) 。

以下、内積の記号 ⟨· , ·⟩ , ( · , · ), [ · , · ] や、関数空間 X ˆ

g1

, ˆ X は Poisson 方程式のと きのものを利用する。

かつらだ 桂 田

まさし

祐 史 https://m-katsurada.sakura.ne.jp/ana2023/応用数値解析特論 第9回 〜発展系の数値解析(1)〜 21 / 31

8.2.2 解法の方針

時間微分については差分法で近似し、空間微分については有限要素法で近似す る。つまり前節の最後に書いたように、まず

u

n+1

u

n

t = u

n+1

+ f (後退 Euler 法の場合), (15a)

あるいは

u

n+1

u

n

t = [(1 θ)u

n

+ θu

n+1

] + f (θ法の場合) (15b)

と時刻について差分近似してから、各時刻 t

n+1 で

(14b), (14c)

と合わせて、Ω における境界値問題とみなす。すなわち、境界条件は

u

n+1

= g 1 (on Γ 1 ), (16a)

∂u

n+1

∂n = g 2 (on Γ 2 ).

(16b)

(u

n

が既知ならば −△ u

n+1

+ cu

n+1

= F . Poisson 方程式ではないが、ほぼ同様に 解ける ) 。

以下、内積の記号 ⟨· , ·⟩ , ( · , · ), [ · , · ] や、関数空間 X ˆ

g1

, ˆ X は Poisson 方程式のと きのものを利用する。

かつらだ 桂 田

まさし

祐 史 https://m-katsurada.sakura.ne.jp/ana2023/応用数値解析特論 第9回 〜発展系の数値解析(1)〜 21 / 31

8.2.2 解法の方針

時間微分については差分法で近似し、空間微分については有限要素法で近似す る。つまり前節の最後に書いたように、まず

u

n+1

u

n

t = u

n+1

+ f (後退 Euler 法の場合), (15a)

あるいは

u

n+1

u

n

t = [(1 θ)u

n

+ θu

n+1

] + f (θ法の場合) (15b)

と時刻について差分近似してから、各時刻 t

n+1 で

(14b), (14c)

と合わせて、Ω における境界値問題とみなす。すなわち、境界条件は

u

n+1

= g 1 (on Γ 1 ), (16a)

∂u

n+1

∂n = g 2 (on Γ 2 ).

(16b)

(u

n

が既知ならば −△ u

n+1

+ cu

n+1

= F . Poisson 方程式ではないが、ほぼ同様に 解ける ) 。

以下、内積の記号 ⟨· , ·⟩ , ( · , · ), [ · , · ] や、関数空間 X ˆ

g1

, ˆ X は Poisson 方程式のと きのものを利用する。

かつらだ 桂 田

まさし

祐 史 https://m-katsurada.sakura.ne.jp/ana2023/応用数値解析特論 第9回 〜発展系の数値解析(1)〜 21 / 31

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