情報科学 › 偏微分方程式の離散化 › 差分法の整合性・安定性・収束

Courant–Friedrichs–Lewy の条件

定理 6.3(「差分法の整合性・安定性・収束」§6) ・ ✓公理まで証明済み

a∈Ra \in \mathbb{R}、λ>0\lambda > 0 とし、移流方程式 ut+aux=0u_t + au_x = 0 に対する定数係数の陽的スキーム ujn+1=∑k=−lrakuj+knu^{n+1}_j = \sum_{k=-l}^{r}a_ku^n_{j+k} を、Δt=1/n\Delta t = 1/n、h=Δt/λh = \Delta t/\lambda、uj0=u0(xj)u^0_j = u_0(x_j) で考える(係数 aka_k は任意で、nn によってもよい)。−aλ∉[−l,r]-a\lambda \notin [-l, r]、すなわち点 (0,1)(0, 1) の依存領域が数値的な依存領域に含まれないならば、C4C^4 級で台がコンパクトな u0u_0 と定数 c>0c > 0 があって、すべての n≥1n \ge 1 について

u0n=0,u(0,1)≥c,(h∑j∣u(xj,1)−ujn∣2)1/2≥cu^n_0 = 0,\qquad u(0, 1) \ge c,\qquad \Bigl(h\sum_j|u(x_j, 1) - u^n_j|^2\Bigr)^{1/2} \ge c

が成り立つ。したがって、スキームが収束するには −l≤−aλ≤r-l \le -a\lambda \le r が必要である。3 点スキーム(l=r=1l = r = 1)では、これは ∣ν∣=∣a∣Δt/h≤1|\nu| = |a|\Delta t/h \le 1 である。

本文で読む(証明と前後の説明)→

閉包の状態

✓ 公理まで証明済み

証明が使う定理を 前提 としてたどると、Rikai の中の証明だけで定義・公理(物理では基本仮定)までつながっています(前提の定理類 1 件、定義なども含めて 1 件)。

印の意味: ✓公理まで証明済み ・ △証明あり(閉包未完)・ ※主張のみ。テーマごとの集計は 閉包の状況。

前提をたどる 証明が使う定理・定義(直接 1 件)

▸ を開くと、その項目の証明が使う前提が出ます。深い先は各項目のページでたどれます。

これを使っている定理

証明で明示的に参照している定理は、まだありません。

関連するノック 2 問