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(i) 古典显式格式
为便于计算,令 ,式(18)改写成以下形式
将式(18)与(21),(22)结合,我们得到求解问题(7)的一种差分格式
由于第 0 层( j = 0)上节点处的 u 值已知 ,由式(25)即可算出 u 在第一层
( j = 1)上节点处的近似值 。重复使用式(25),可以逐层计算出各层节点的近似值。
(ii)古典隐式格式
将(19)整理并与式(21),(22)联立,得差分格式如下
其中
的值
。虽然第 0 层上的 u 值仍为已知,但不能由式(30)直接计算以上各层节点上
故差分格式(26)称为古典隐式格式。
(iii)杜福特—弗兰克尔(DoFort—Frankel)格式
DoFort—Frankel 格式是三层显式格式,它是由式(24)与(25),(26)结合得到
的。具体形式如下:
用这种格式求解时,除了第 0 层上的值
出第 1 层上的值
由初值条件(21)得到,必须先用二层格式 求
。,然后再按格式(27)逐层计算
2.3 双曲型方程的差分解法
对二阶波动方程(10)
如果令 ,则方程(10)可化成一阶线性双曲型方程组