期刊文献+

保正的Poisson-Nernst-Planck方程的有限差分格式

Positivity-preserving finite difference schemes for the Poisson-Nernst-Planck equations
下载PDF
导出
摘要 提出一种简单有效的有限差分方法求解含有多种离子的二维Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程。基于调和平均近似,对Nernst-Planck(NP)方程提出新的中心差分离散。在时间上使用向后欧拉离散导出线性化半隐格式。对于时间步长没有任何约束,数值分析可以证明该格式遵循离子质量守恒性和离子浓度正性。此外,对半隐式NP格式的条件数进行理论与计算研究,进一步揭示该格式在计算效率和稳定性方面的优势。 We develop simple but effective finite difference methods for solving the two-dimensional Poisson-Nernst-Planck(PNP)equations with multiple ionic species.A novel central-differencing discretization based on the harmonic-mean approximations is proposed for the Nernst-Planck(NP)equations.The backward euler discretizations in time is employed to derive a linearized semi-implicit scheme.Without any restriction for the time step size,numerical analysis proves that the numerical scheme respect:ionic mass conservative and positivity-preserving.In addition,theoretical and computational invertigations are performed to study condition numbers of the semi-implicit discretization of the NP equations,further revealing advantages of the scheme in computational efficiency and stability.
作者 丁洁 裴梓婷 DING Jie;PEI Ziting(School of Science,Jiangnan University,Wuxi 214122,China;School of Business,Suzhou University of Science and Technology,Suzhou 215000,China)
出处 《长春工业大学学报》 2023年第5期399-404,共6页 Journal of Changchun University of Technology
基金 2021年国家自然科学基金青年基金项目(12101264) 2021年江苏省自然科学基金(BK20210443) 2021年江苏省双创博士基金(1142024031211190)。
关键词 Poisson-Nernst-Planck方程 调和平均 Slotboom变量 正性 条件数 PNP(Poisson-Nernst-Planck)equations harmonic mean Slotboom positivity condition number
  • 相关文献

相关作者

内容加载中请稍等...

相关机构

内容加载中请稍等...

相关主题

内容加载中请稍等...

浏览历史

内容加载中请稍等...
;
使用帮助 返回顶部