Если заменить, по крайней мере , для анализа, ∂u∂xux
[0I0I]ddt[ph(t)ux,h(t)]+[−∂h−Δh∂h0][ph(t)ux,h(t)]=[qh(t)0](∗)
1hddt
Теперь дифференциально-алгебраическая (DAE) структура очевидна. Для переменных существуют как дифференциальные (по времени), так и алгебраические уравнения.
[−∂hI∂hI]
При таком подходе вы можете обойти анализ стабильности.
Для прямого доказательства L2(∗)Δh∂h
Однако , если стабильность не может быть установлена для( ∗ ), это не означает, что ваша схема не сходится - из-за замены ты ← тыИкс, Вообще говоря, можно ожидать устойчивости для схем, аппроксимирующих реальные переменные, а не для схем, аппроксимирующих их производные.
APPENDIX:
A DAE is said to be index 1, if it can be transformed into an ODE without differentiating the equations.
Say, the DAE is of the form
[E10]y˙+[A1A2]y=f.
Then invertibility of
[E1A2] implies, that there is a variable transform
y~→y that eventually swaps the columns of the coefficients so that
[E1A2]→[E~11A~21E~12A~22]
with
A~22 invertible (full rank property of
A2) and
A~11−E~12A~−122A~21 invertible (the Schur complement).
For the system (∗) this means that the algebraic part defined with A2:=[−∂h ∂h] can be used to solve for a part y~2 of (ph,ux,h). Then, one can eliminate ddty~2 from the differential part (the second block line in (∗)), to obtain an ODE for the remaining variables.