Консервативные разностные схемы на неравномерных сетках для волнового уравнения

Abstract

В работе предложена новая консервативная разностная схема решения начально-краевой задачи для волнового уравнения на неравномерной пространственно-временной сетке. Схема построена на стандартном девятиточечном шаблоне и характеризуется вторым порядком локальной аппроксимации по пространственной и временной переменным . В работе получены априорные оценки устойчивости, предложенной по начальным данным и правой части, а также доказана сходимость разностного решения со вторым порядком малости.

У роботі запропоновано нову консервативну різницеву схему розв’язування початково-крайової задачі для хвильового рівняння на нерівномірній просторово-часовій сітці. Схема побудована на стандартному девятиточковому шаблоні і характеризується другим порядком локальної апроксимації за просторовою і часовою змінними. У роботі отримано апріорні оцінки стійкості запропонованої схеми щодо початкових даних і правої частини, а також доведено збіжність різницевого розв’язку з другим порядком малості.

In the paper a new conservative difference scheme for solution of the initial boundary-value problem for wave equation is considered on a non-uniform spatial-time grid. The scheme is constructed on a standard nine-point stencil and approximates the initial differential problem with the second order with respect both to space and time. For the numerical solution a priori estimates of stability are obtained in the sense of the initial data and the right-hand side, just as the convergence with the second order is proved.