如何在紧致有限差分法和谱法之间进行选择

计算科学 有限差分 非线性方程 谱法
2021-12-01 02:43:19

对于我的高级数值方法课程中的一个项目,我必须求解一维Kuramoto-Sivashinsky方程。

ut+uux+λuxx+ηuxxxx=0.

正如这里所解释的,我将在周期性支撑上使用随机初始条件来解决它,在入口和出口处具有均匀的边界条件。我想知道紧致有限差分和谱方法之间哪种方法最适合数值求解该方程。

作为一般规则,使用什么标准来选择其中一种方法?

在此先感谢您的帮助。

1个回答

很难从您的措辞中分辨出来,因为您的链接已损坏,但是您的边界条件是否是周期性的?如果问题是周期性的,那么频谱方法是可行的方法,因为傅立叶级数(及其离散的 coutnerparts)对于周期性函数的收敛速度比对于更一般的函数要快得多。

为一个1像这样的 -D 问题,光谱方法很容易编码,具体取决于您的 FFT 使用的容易程度,并且您应该能够在没有大量傅立叶模式的情况下获得准确的结果。这个问题非常棘手,因此您应该注意选择可以处理此类问题的 ODE 求解器,这再次取决于您的编程环境。