隐式-显式方法的 BDF 方法

计算科学 时间积分 龙格库塔
2021-12-17 04:23:30

是否有像这里给出的那样的 BDF 公式,但可以与隐式-显式离散化一起使用?这些公式中的右手边应该在当前时间步被隐式离散化。例如,我可以用斜率的多级 Runge-Kutta 近似替换那个斜率并期望它起作用吗?例如,

  • BDF2:
    32[yn43yn1+13yn2]=h[f(tn,yn)],
  • 组合 BDF2-RK: 其中 G 在当前时间步对斜率进行 Runge-Kutta 近似。
    32[yn43yn1+13yn2]=h[G(f(tn1,yn1),...,f(tn1+Δt,yn1+Δy))],

此外,是否有用于二阶导数的高阶 BDF 公式?我只能找到一个一阶公式。

1个回答

基于 BDF 方法的 IMEX 方法由来已久;有关最近的讨论,请查看Ascher、Ruuth 和 Spiteri 的这篇论文

有高阶准确的 BDF 方法,但我认为这不是你的意思。BDF 一词通常被理解为是指一类用于一阶微分方程的方法。如果您对二阶微分方程的多步方法感兴趣,请查看 Hairer、Norsett 和 Wanner 所著文本的第 III.10 节(第 1 卷)。另一类相关但不同的方法是“二阶导数 BDF 方法”,它同时使用一阶和二阶导数;这些在同一本书的第 V.3 节中进行了讨论。