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Tipo: Monografia (especialização)
Título: O teorema de equivalência de Lax-Richtmyer e sua aplicação
Título(s) alternativo(s): The Lax-Richtmyer equivalence theorem and its application
Autor(es): Pedro Callado Versiani de Souza Ferreira
Primeiro Orientador: Denise Bulgarelli Duczmal
Primeiro membro da banca : Gustavo Barbagallo de Oliveira
Segundo membro da banca: Luccas Cassimiro Campos
Terceiro membro da banca: Uriel Moreira Silva
Resumo: O teorema de equivalência de Lax-Richtmyer estabelece uma ferramenta fundamental no contexto de análise numérica, facilitando a validação teórica de esquemas de diferenças finitas (EDFs) — uma família de algoritmos para a aproximação numérica de soluções de equações diferenciais parciais (EDPs). Verifica--se que um EDF consistente é válido quando mostramos sua convergência e sua estabilidade. O teoremasde equivalência garante, para EDFs consistentes, que convergência ocorre se — e somente se — tivermos estabilidade. Esse resultado é essencial na análise de tais esquemas devido à existência de diversas técnicas para avaliar estabilidade, aliado à complexidade de se provar a convergência. Neste trabalho, vamos analisar a base matemática dos esquemas de diferenças finitas, definindo as propriedades de consistência, estabilidade e convergência. Estudaremos a análise de Fourier no contexto de EDPs, apresentaremos o enunciado e a demonstração do teorema de equivalência e finalizaremos com a construção de um breve exemplo de sua aplicação.
Abstract: The Lax-Richtmyer equivalence theorem establishes a crucial tool in the context of numerical analysis, simplifying the theoretical validation of finite difference schemes (FDS) — a family of algorithms for the numerical approximation of solutions of partial differential equations (PDE). A consistent FDS is deemed valid when we can prove both its stability and its convergence. The equivalence theorem states that, for a consistent FDS, convergence occurs if — and only if — we also have stability. This result is essential in the analysis of such schemes due to to the existence of numerous techniques for proving stability and the complexity of proving convergence. This work will analyze the mathematical basis of finite difference schemes, determining the consistency, stability, and convergence properties. We will also study Fourier analysis in the context of PDEs, present the equivalence theorem and its proof, and lastly, construct a brief example of its application.
Assunto: Matemática
Análise numérica
Métodos numéricos
Diferenças finitas
Fourier, Análise de
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Instituição: UFMG
Departamento: ICX - DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA
Curso: Curso de Especialização em Matemática
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/54643
Data do documento: 8-Out-2021
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