质量矩阵和 BDF 时间积分

计算科学 计算物理学 数字 隐式方法
2021-12-07 02:53:56

我有一个一般形式的非线性方程组:

M(y¯)y¯˙=f¯(y¯,t)
在哪里M(y¯)是一个矩阵并且f¯是一个非线性函数系统y¯. 这个系统有很多刚性元素,所以我希望使用带有牛顿迭代的隐式 BDF 方法来解决它,以解决非线性系统。

然后我的问题与如何处理 BDF 方法中的质量矩阵有关y¯. 在教科书或例如维基百科中阅读该方法时,该方法被描述为:

k=0sαky¯nk=hf¯(y¯n,tn)
但是如果包括质量矩阵,它应该被视为 lhs 还是 rhs?IE
k=0sαkM(y¯nk)y¯nk=hf¯(y¯n,tn)
或者
M(y¯n)k=0sαky¯nk=hf¯(y¯n,tn)
我希望我的问题是有道理的。

1个回答

你的第二个是正确的形式。BDF 用后向差分逼近导数。

M(y)y˙=f(y,t)
作为
y˙=M1(y)f(y,t)=:F(y,t)
为此编写 BDF
k=0sαkynk=hF(yn,t)=hM1(yn)f(yn,tn)
因此你得到
M(yn)k=0sαkynk=hf(yn,tn)