La estabilidad asintótica de un esquema de diferencia finita para una ecuación de onda con amortiguamiento retardado
Autores: Alotaibi, Manal
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
La estabilidad asintótica de un esquema de diferencia finita para una ecuación de onda con amortiguamiento retardado
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Esquema de diferencias finitas implícito
Ecuación de onda
Amortiguamiento fuerte
Término de retardo discreto
Estabilidad asintótica
Ejemplo numérico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, proponemos un esquema implícito de diferencias finitas para una ecuación de onda con un fuerte amortiguamiento y un término de retardo discreto. Aunque el esquema es implícito, el uso de aproximaciones de diferencias finitas de segundo orden para el término de amortiguamiento fuerte en espacio y tiempo evita que sea incondicionalmente estable. Una condición suficiente para la estabilidad asintótica del esquema se establece aplicando el criterio de estabilidad de Jury para mostrar que todas las raíces del polinomio característico asociado con la recurrencia lineal resultante yacen estrictamente dentro del disco unitario. Esta condición de estabilidad se deriva bajo una restricción apropiada que vincula los pasos de discretización temporal y espacial con los parámetros de amortiguamiento y retardo. Se proporciona un ejemplo numérico para ilustrar el comportamiento de decaimiento del esquema y confirmar los hallazgos teóricos.
Descripción
En este documento, proponemos un esquema implícito de diferencias finitas para una ecuación de onda con un fuerte amortiguamiento y un término de retardo discreto. Aunque el esquema es implícito, el uso de aproximaciones de diferencias finitas de segundo orden para el término de amortiguamiento fuerte en espacio y tiempo evita que sea incondicionalmente estable. Una condición suficiente para la estabilidad asintótica del esquema se establece aplicando el criterio de estabilidad de Jury para mostrar que todas las raíces del polinomio característico asociado con la recurrencia lineal resultante yacen estrictamente dentro del disco unitario. Esta condición de estabilidad se deriva bajo una restricción apropiada que vincula los pasos de discretización temporal y espacial con los parámetros de amortiguamiento y retardo. Se proporciona un ejemplo numérico para ilustrar el comportamiento de decaimiento del esquema y confirmar los hallazgos teóricos.