Cahn-Hilliard方程的优化施瓦兹算法

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Cahn-Hilliard方程是一类重要的四阶非线性扩散方程。本文我们提出并分析了一类求解Cahn-Hilliard方程的优化施瓦兹算法,该算法是在一类梯度稳定时间推进算法的基础上设计出来的。我们首先推导出了经典施瓦兹算法的收敛因子并利用Fourier分析证明了该算法的收敛性,但发现其收敛速度较慢;为了提升计算性能,我们提出了具有Robin型传输条件的施瓦兹算法,经Fourier分析,我们给出了此类算法的最优传输条件;但由于最优传输条件中含有的非局部算子导致其不能直接使用,故我们先后给出了最优传输条件的三种局部近似(OO0、OO2、O2s),并推导出相应近似传输条件下的收敛因子;为了得到更快的收敛速率,我们通过对收敛因子的优化得到了三种近似传输条件下的最优传输参数,同时我们还给出了相应算法的渐近收敛率;最后我们通过数值实验来检验了本文所得到的理论结果。本文的研究工作对于设计Cahn-Hilliard方程求解的快速并行求解器具有重要的指导作用。
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