@PhDThesis{ Schiekofer:1999, author = {T. Schiekofer}, title = {Die Methode der Finiten Differenzen auf d\"{u}nnen Gittern zur L\"{o}sung elliptischer und parabolischer partieller Differentialgleichungen}, school = {Universit\"at Bonn}, year = {1999}, annote = {IAMdiss,CVD}, type = {Dissertation}, ps = {http://wissrech.ins.uni-bonn.de/research/pub/schiekofer/schiekof_diss.ps.gz} , pdf = {http://wissrech.ins.uni-bonn.de/research/pub/schiekofer/schiekof_diss.pdf} , abstract = {Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, mit der Methode der Finiten Differenzen auf d\"unnen Gittern ein Diskretisierungs--Verfahren bereitzustellen, das die Vorteile d\"unner Gitter ausnutzt, gleichzeitig aber einfach zu implementieren ist. Neben der notwenigen Konstruktion spezieller Finiter Differenzen Operatoren auf d\"unnen Gittern ist auch die theoretische und numerische Untersuchung von Konsistenz und Konvergenz Bestandteil dieser Arbeit. Dabei sind die theoretisch und numerisch zu erwartenden Konvergenzordnungen vergleichbar mit denen der Methode der Finiten Elemente auf d\"unnen Gittern. Es zeigt sich au{\ss}erdem, da{\ss} die Konsistenzordnungen der Finiten Differenzen Operatoren identisch mit denen auf entsprechenden vollen Gittern sind. Zudem stellt sich heraus, da{\ss} etwa elliptische Differentialgleichungen zweiter Ordnung mit hinreichend glatten Koeffizientenfunktionen ohne gro{\ss}en programmiertechnischen Aufwand realisiert werden k\"onnen. Im Hinblick auf die anfangs genannten Problemstellungen werden neben Gebietszerlegungstechniken auch Transformationen von physikalischen Gebieten auf quaderf\"ormige Rechengebiete betrachet. Durch die Kombination beider Vorgehensweisen ist man in der Lage, die Gebiete, die in realen Anwendungen von Interesse sind, auch mit Hilfe d\"unner Gitter handzuhaben. Zur schnellen und effizienten L\"osung der resultierenden Gleichungssysteme wird eine einfache Vorkonditionierung f\"ur die Methode der Finiten Differenzen auf d\"unnen Gittern vorgestellt. Die Datenstruktur Hash--Tabelle erm\"oglicht in einer Implementierung einen Zugriff auf beliebige Daten in $O(1)$ Operationen und bietet damit die Grundlage zur Generierung effizienten Programmcodes. Zudem ist durch diese Datenstruktur die Verwaltung adaptiver Gitter problemlos und einfach m\"oglich. Neben den bereits angegebenen Gebietszerlegungstechniken, die auf nat\"urliche Art und Weise ein paralleles Vorgehen erm\"oglichen, wird eine Parallelisierung basierend auf ``Open MP'' f\"ur SMP--Maschinen zur Verf\"ugung gestellt. Damit steht mit der vorgestellten Methode der Finiten Differenzen auf d\"unnen Gittern eine Methode zur Verf\"ugung, die es erlaubt, auf allgemeinen Gebieten parallele, vorkonditionierte L\"oser f\"ur vorgegebene Problemstellungen zu konstruieren. ...} }