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A stiffly stable fully discrete scheme for the damped wave equation using discrete transparent boundary condition

Authors :
Boutin, Benjamin
Nguyen, Thi Hoai Thuong
Seguin, Nicolas
Boutin, Benjamin
Frontières numériques et couplages - - Nabuco2017 - ANR-17-CE40-0025 - AAPG2017 - VALID
Institut de Recherche Mathématique de Rennes (IRMAR)
Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Université de Rennes 2 (UR2)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-INSTITUT AGRO Agrocampus Ouest
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)
ANR-17-CE40-0025,Nabuco,Frontières numériques et couplages(2017)
AGROCAMPUS OUEST
Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Institut national d'enseignement supérieur pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement (Institut Agro)-Université de Rennes 1 (UR1)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Université de Rennes 2 (UR2)
Université de Rennes (UNIV-RENNES)-École normale supérieure - Rennes (ENS Rennes)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Rennes (UNIV-RENNES)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)
Publication Year :
2020
Publisher :
HAL CCSD, 2020.

Abstract

We study the stability analysis of the time-implicit central differencing scheme for the linear damped wave equation with boundary. Xin and Xu (2000) prove that the initial-boundary value problem (IBVP) for this model is well-posed, uniformly with respect to the stiffness of the damping, under the so-called stiff Kreiss condition (SKC) on the boundary condition. We show here that the (SKC) is also a sufficient condition to guarantee the uniform stability of the discrete IBVP for the relaxation system independently of the stiffness of the source term, of the space step and of the time step. The boundary is approximated using discrete transparent boundary conditions and the stiff stability is proved using energy estimates and the Z−transform.

Details

Language :
English
Database :
OpenAIRE
Accession number :
edsair.dedup.wf.001..05a66178d29e5cd7684cf0c779475d4c