Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Применение численных методов для построения разностных моделей. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
08.09.2026
Размер:
2 Мб
Скачать
☆
Варианты контрольных работ
111
Контрольная работа
Интегроинтерполяционный метод. Метод гармоник
Вариант №0
1. Интегроинтерполяционным методом построить консервативную
разностную схему для краевой задачи.

󰇡󰇛󰇜
󰇛󰇜

󰇢  󰇛󰇜󰇛󰇜 󰇛󰇜 , 󰇟 
󰇠
;
граничные условия (г.у.)
󰇛󰇜󰆒󰇛󰇜  󰇛󰇜
󰇛󰇜 
󰇛󰇜
   
󰇛󰇜
  
  
󰇛󰇜 
󰇛 󰇜
󰇛 󰇜   
на равномерной сетке 󰇝      󰇞, где  ,  .
2. Методом гармоник исследовать устойчивость разностной схемы
󰇱


 



  

на равномерной сетке
             
,
при 1) ; 2) .
3*. Построить непрерывный аналог схемы











 
,
имеющей следующий порядок аппроксимации:  󰇡τ 
τ
󰇢.
Вариант №1
1. Интегроинтерполяционным методом построить консервативную
разностную схему для краевой задачи

󰇡󰇛󰇜
󰇛󰇜

󰇢  󰇛󰇜󰇛󰇜 󰇛󰇜 , 󰇟 
󰇠
;
Приложения
112

󰇛󰇜󰆒󰇛󰇜  󰇛󰇜
󰇛󰇜
󰇛󰇜 
    
  
󰇛󰇜 
    
   
󰇛󰇜 
    
   
на равномерной сетке 󰇝      󰇞, где  ,  .
2. Методом гармоник исследовать устойчивость разностной схемы
󰇱


 



  

на равномерной сетке
 󰇛 󰇜             
,
при 1)  ; 2)  .
3*. Найти условие применимости прогонки для решения разностной задачи



 


  
,
  
на равномерной сетке 󰇝       󰇞, где  .
Вариант №2
1. Интегроинтерполяционным методом построить консервативную
разностную схему для краевой задачи.

󰇡󰇛󰇜
󰇛󰇜

󰇢  󰇛󰇜󰇛󰇜 󰇛󰇜 , 󰇟 
󰇠
;

󰇛󰇜󰆒󰇛󰇜  󰇛󰇜
󰇛󰇜
󰇛󰇜 
   󰇛 󰇜 
  󰇛 󰇜  
󰇛󰇜 
  󰇛  󰇜
  
󰇛󰇜 
󰇛   󰇜
  
Варианты контрольных работ
113
на равномерной сетке 󰇝      󰇞, где  , .
2. Методом гармоник исследовать устойчивость разностной схемы
󰇱


 





 
 
на равномерной сетке
 󰇛 󰇜             
,
при 1)  ; 2)  .
3*. Найти условие применимости прогонки для решения разностной
задачи



 


 

 
,
   
на равномерной сетке 󰇝      󰇞, где    .
Вариант №3
1. Интегроинтерполяционным методом построить консервативную
разностную схему для краевой задачи

󰇡󰇛󰇜
󰇛󰇜

󰇢  󰇛󰇜󰇛󰇜  󰇛󰇜 , 󰇟 
󰇠
;

󰇛󰇜󰆒󰇛󰇜  󰇛󰇜
󰇛󰇜
󰇛󰇜 
     
    
󰇛󰇜 
  
   
,
󰇛󰇜 

 
на равномерной сетке 󰇝      󰇞, где  , .
2. Методом гармоник исследовать устойчивость разностной схемы
󰇱




 



 
 
на равномерной сетке
 󰇛 󰇜             
,
Приложения
114
при 1)  ; 2)  .
3*. Найти условие применимости прогонки для решения разностной задачи



 


  
,
  
на равномерной сетке 󰇝       󰇞, где  .
Вариант №4
1. Интегроинтерполяционным методом построить консервативную
разностную схему для краевой задачи

󰇡󰇛󰇜
󰇛󰇜

󰇢  󰇛󰇜󰇛󰇜 󰇛󰇜 , 󰇟 
󰇠
;

󰇛󰇜󰆒󰇛󰇜  󰇛󰇜
󰇛󰇜
󰇛󰇜
    
󰇛󰇜
   󰇛 󰇜  
  
󰇛󰇜 

 
на равномерной сетке 󰇝      󰇞, где  ,  .
2. Методом гармоник исследовать устойчивость разностной схемы
󰇱




 





 
 
,
на равномерной сетке
 󰇛 󰇜             
,
при 1)  ; 2) .
3*. Построить непрерывный аналог схемы


 󰇛 󰇜




 







 
,
  
,
имеющей порядок аппроксимации 󰇛τ  
󰇜
.
Варианты контрольных работ
115
Контрольная работа. Устойчивость разностной схемы
Вариант №1
1. Оценить решение и найти условие устойчивости разностной
схемы, используя принцип максимума и следствия из него.



         
     
 
2. Привести разностную схему к каноническому виду и исследовать
устойчивость по начальным данным.

󰇛

󰇜

        
гд 

, начальные условия (н.у.) заданы, г.у. – нулевые.
3. Используя шаблон
󰇛     󰇜 󰇛   󰇜 󰇛     󰇜 󰇛     󰇜 󰇛 󰇜 󰇛     󰇜
постро-
ить компактную разностную схему для уравнения


 
 
, имеющую по-
грешность аппроксимации
󰇛
τ
 
󰇜
.
Вариант №2
1. Оценить решение и найти условие устойчивости разностной
схемы, используя принцип максимума и следствия из него.

 

         
    
  
2. Привести разностную схему к каноническому виду и исследовать
устойчивость по начальным данным.


   



 


 󰇛  󰇜

 󰇛  󰇜

󰇛     󰇜

 

 


где  󰇝󰇛 󰇜          󰇞   ,  
, н.у. заданы, г.у. – нулевые.
Приложения
116
3. На шаблоне 󰇭
󰇛     󰇜 󰇛   󰇜 󰇛     󰇜
󰇛   󰇜 󰇛 󰇜 󰇛   󰇜
󰇛     󰇜 󰇛   󰇜 󰇛     󰇜
󰇮построить
компактную разностную схему для уравнения


 
 
, имеющую по-
грешность аппроксимации 󰇛 
󰇜
.
Вариант №3
1. Оценить решение и найти условие устойчивости разностной
схемы, используя принцип максимума и следствия из него.

 

 

 
  
 󰇝󰇛 󰇜            󰇞
    󰇛󰇜   󰇛 󰇜 
  
 
󰇛 󰇜  󰇛󰇜󰇛 󰇜
2. Привести разностную схему к каноническому виду и исследовать
устойчивость по начальным данным.


 

 







 


 

 


 󰇝󰇛 󰇜           󰇞   
,
н.у. заданы, г.у. – нулевые
3. Используя шаблон
󰇛   󰇜 󰇛     󰇜
󰇛 󰇜 󰇛   󰇜
, построить компакт-
ную разностную схему для уравнения

 
󰇛 󰇜, имеющую погрешность
аппроксимации
󰇛
τ
 
󰇜
.
Вариант №4
1. Оценить решение и найти условие устойчивости разностной
схемы, используя принцип максимума и следствия из него.
Варианты контрольных работ
117



           
       
  
2. Привести разностную схему к каноническому виду и исследовать
устойчивость по начальным данным


   



 


 󰇛  󰇜

 󰇛  󰇜

󰇛     󰇜

 

 

 где 󰇝󰇛 󰇜           󰇞   ,  
, н.у. заданы, г.у. – нулевые.
3. Используя шаблон
󰇛   󰇜 󰇛     󰇜
󰇛 󰇜 󰇛   󰇜
, построить компакт-
ную разностную схему для уравнения

 
󰇛 󰇜, имеющую погрешность
аппроксимации
󰇛
τ
 
󰇜
.
Вариант №5
1. Оценить решение и найти условие устойчивости разностной
схемы, используя принцип максимума и следствия из него.

 

 

 
  
 󰇝󰇛 󰇜            󰇞  
 
󰇛󰇜   󰇛 󰇜 
 

󰇛 󰇜  󰇛󰇜󰇛 󰇜
2. Привести разностную схему к каноническому виду и исследовать
устойчивость по начальным данным.

󰇛

󰇜

        
где

, н.у. заданы, г.у. – нулевые.
3. На шаблоне 󰇭
󰇛     󰇜 󰇛   󰇜 󰇛     󰇜
󰇛   󰇜 󰇛 󰇜 󰇛   󰇜
󰇛     󰇜 󰇛   󰇜 󰇛     󰇜
󰇮 построить
компактную разностную схему для уравнения


 
 
, имеющую по-
грешность аппроксимации 󰇛 
󰇜
.
Приложения
118
Вариант №6
1. Оценить решение и найти условие устойчивости разностной
схемы, используя принцип максимума и следствия из него.

 

         
    
  
2. Привести разностную схему к каноническому виду и исследовать
устойчивость по начальным данным.


 

 




 





 




 󰇝󰇛 󰇜            󰇞   
,
н.у. заданы, г.у. – нулевые.
3. Используя шаблон
󰇛     󰇜 󰇛   󰇜 󰇛     󰇜 󰇛     󰇜 󰇛 󰇜 󰇛     󰇜
, по-
строить компактную разностную схему для уравнения


 
 
, имею-
щую погрешность аппроксимации
󰇛
τ
 
󰇜
.
Варианты контрольных работ
119
Учебное издание
СЕМЕНИСТЫЙ Владимир Васильевич
ГАМОЛИНА Ирина Эдуардовна
ДУРЯГИНА Вероника Владимировна
ПРИМЕНЕНИЕ ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ
ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ РАЗНОСТНЫХ СХЕМ
Учебное пособие
Редакторы:
Н. И. Селезнева, Л. В.Чиканенко
Корректоры:
З. И. Надточий, Н. И. Селезнева
Компьютерная верстка
И. А. Клочко
Подписано в печать 02.06.2021 г.
Бумага офсетная. Формат 60×84 1/16. Усл. печ. л. 6,92.
Уч.-изд. 3,46. Тираж 40 экз. Заказ № 8042.
Издательство Южного федерального университета
Отпечатано в отделе полиграфической корпоративной и сувенирной продукции
Издательско-полиграфического комплекса КИБИ МЕДИА ЦЕНТРА ЮФУ
344090, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 200/1. Тел. (863)243-41-66.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]