Mixed Jacobi--Fourier spectral method for Fisher equation

来源 :上海师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zxhua2006
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谱方法作为计算微分方程的有效数值方法,在最近的三十年里获得蓬勃的发展,高精度是它的主要优点,所以,其被广泛应用于科学和工程的许多领域.谱方法的早期工作适用于周期问题和直角区域问题,然而,科学和工程领域中的许多问题是奇异问题,和可以转化为有界区域上奇异问题的无界区域问题,问题的奇性常常会破坏谱方法的优点.一些学者发展了Hilbert空间的Jacobi正交逼近并应用于求解奇异问题.最近,一些学者提出了广义Jacobi正交逼近.这为克服上述缺点提供了有效方法,且丰富了谱方法的应用.   本文我们提出了求解圆盘区域上Fisher方程的混合Jacobi-Fourier谱方法,为了处理区域中心的奇异性,我们考虑极条件.首先,我们回顾了一些Jacobi逼近结果和Fourier逼近结果.然后,我们给出了混合Jacobi-Fourier逼近结果,这对圆盘区域上问题的数值模拟有重要作用.接下来,我们建立了求解圆盘区域上Fisher方程的谱格式并证明了谱格式的广义稳定性和收敛性,数值结果表明了方法的有效性.本文给出的方法有以下优点:在半径方向上我们用极条件和广义Jacobi逼近,从而避免了问题的奇性.这种处理方式减小了理论分析的困难,且得到关于数值解展开式未知系数的一个稀疏系统.数值解在空间方向上具有谱精度.
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