Analysis of the Spectral Stability of the Generalized Runge–Kutta Methods Applied to Initial-Boundary-Value Problems for Equations of the Parabolic Type. II. Implicit Methods


Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

We consider specific realizations of different implicit generalized Runge–Kutta methods as applied to the numerical integration with respect to time of initial-boundary-value problems for the second-order parabolic equations and investigate their spectral stability. It is shown that all implicit generalized Runge–Kutta methods are unconditionally spectrally stable but some of them have the conditional property of monotonicity of the numerical solution with respect to time. The functions of spectral stability of the implicit generalized Runge–Kutta methods are rational. We compare the analytic solution of the nonstationary one-dimensional problem of heat conduction with the numerical solutions of this problem obtained by different implicit generalized Runge–Kutta methods. It is shown that, in this case, the application of the one-stage Radau methods with subsequent discretization of the problem with respect to the space variable leads to the classical forward finite difference scheme (Laasonen scheme), whereas the use of the one-stage Gauss–Legendre method leads to a six-point symmetric scheme (Crank–Nicolson scheme). It is shown that diagonally implicit generalized Nørsett and Burrage methods are realized in almost the same way as the one-stage Radau and Gauss–Legendre methods but their accuracy in the time step is 10–1000 times higher. On the basis of comparison of the numerical and analytic solutions, we conclude that, in order to get practically suitable numerical solutions without any restrictions on the time step, it is reasonable to use one- and three-stage generalized Radau methods or two- and four-stage Lobatto IIIC methods. All other explicit and implicit generalized Runge–Kutta methods require certain restrictions imposed on the time step.

Об авторах

А. Yankovskii

Khristianovich Institute of Theoretical and Applied Mechanics of Siberian Branch of RAS

Email: Jade.Santos@springer.com
Россия, Novosibirsk

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Springer Science+Business Media, LLC, part of Springer Nature, 2018

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».