Numerical analysis with error estimates for the Korteweg-de Vries Equation - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Pré-Publication, Document De Travail Année : 2017

Numerical analysis with error estimates for the Korteweg-de Vries Equation

Frédéric Lagoutière
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 836887
Frédéric Rousset
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 867384

Résumé

This article deals with the numerical analysis of the Cauchy problem for the Korteweg-de Vries equation with a finite difference scheme. We consider the Rusanov scheme for the hyperbolic flux term and a 4-points $\theta$-scheme for the dispersive term. We prove the convergence under a hyperbolic Courant-Friedrichs-Lewy condition when $\theta \geq \frac{1}{2}$ and under an "Airy" Courant-Friedrichs-Lewy condition when $\theta<\frac{1}{2}$. More precisely, we get the first order convergence rate for strong solutions in the Sobolev space $H^s(\mathbb{R})$, $s \geq 6$ and extend this result to the non-smooth case for initial data in $H^s(\mathbb{R})$, with $s\geq \frac{3}{4}$, to the price of a loss in the convergence order. The orders of convergence seem optimal with numerical simulations in some cases, at least when $s\geq3$.
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Dates et versions

hal-01656394 , version 1 (05-12-2017)
hal-01656394 , version 2 (12-12-2017)
hal-01656394 , version 3 (29-10-2018)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01656394 , version 1

Citer

Clémentine Courtès, Frédéric Lagoutière, Frédéric Rousset. Numerical analysis with error estimates for the Korteweg-de Vries Equation. 2017. ⟨hal-01656394v1⟩
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