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本文考虑了两类带有非线性边界条件的抛物方程的数值求解问题。
第一部分考虑了如下带有非线性边界条件的抛物方程问题:
其中φ(x),g(t)和G(t,u)为连续函数,且φ(0)=g(0),φ(1)=-G(0,φ(1)),利用降阶法对该问题建立了一个具有二阶精度的差分格式。用能量分析法证明了该差分格式的收敛性,用不动点定理证明了该差分格式的唯一可解性。给出了数值例子,数值结果和理论分析结果是吻合的。
第二部分研究了如下带有可动边界条件的抛物方程问题(stefan问题):
其中f(x,t)和g(x)是非负且充分光滑的已知函数,v(x,t)和s(t)是未知函数。借助空间坐标变换和函数变换,把带有可动边界的Stefan问题转换成固定区域上的问题。对转换后的问题建立了一类三层线性化Crank-Nicolson型有限差分格式,并用能量分析法证明了该格式的唯一可解性,最后的数值例子验证了此格式的无条件稳定性和二阶收敛性。