四阶非线性偏微分方程的有限差分法研究

研究了四阶非线性偏微分方程的有限差分法,分别对时间、空间导数项用差商进行近似,得到相应的有限差分格式.并以BCF模型方程为例,针对两个具体算例进行数值实验,比较和分析了数值解与真实解之间的误差.实验结果验证了该方法的有效性,高精度以及易于编程上机实现.     

二维非饱和土壤水流方程基于POD方法的有限元格式

将特征正交分解（Proper Orthogonal Decomposition,POD）应用于二维非饱和土壤水流方程通常的有限元格式,将其简化为一个计算量少但具有足够高精度的POD有限元格式,并给出POD有限元解的误差估计.数值例子表明：POD有限元解能有效地表达土壤水流的运动特征,保证了POD有限元解和通常有限元解误差足够小,而且POD有限元格式有较少的自由度,比通常的有限元格式大大节省了计算量和内存容量,从而验证POD方法的有效性.     

弹性波散射的逐次超松驰法

研究非均匀各向同性介质弹性波散射的逐次超松驰计算方法。首先通过波动方程的积分方程形式给出其数值计算的超松弛迭代格式，并在迭代过程中通过最小化目标函数逐步修正超松驰因子以加快迭代收敛的速度。圆柱形散射体散射场数值解与解析解的比较，证明了该方法的正确性。数值结果同时表明，该方法收敛速度比Born方法快得多，并可应用于复杂形状散射体散射场的计算。     

重构非线性热传导方程导热系数的反问题

研究了一个利用终端数据重构非线性热传导方程导热系数的反问题.首先利用有限体积法,得到了方程的差分格式,并证明了差分格式的稳定性.其次,利用有限差分格式得到了正问题的数值解.最后,通过Gradient型迭代方法对未知导热系数进行了数值模拟,数值结果表明未知导热系数重构的效果很好.     

Maxwell方程特征值问题的谱方法

在传统微分方程求解中,多区域谱方法由于仅在局部单元独立构造方程的逼近格式,不同的单元通过惩罚边界或者边界上的数值流函数来进行信息交换,在基函数的选取和网格的剖分方面具有很好的灵活性和较高的精度。文章主要基于多区域谱方法对Maxwell微分方程的数值解进行研究,为了进一步降低求解方程的计算量,又引入了各种差分数值通量格式,当使用迎风通量时,格式支持的混杂模式的尺度被减小,尽管不能除去非物理特征值,但对谱得到了很清楚的分离,从而使得将物理模式与混合模式分离成为可能,使其适应于任意网格剖分的高精度、高效率算法,同时数值算例验证了该算法的有效性。     

数值重构二阶抛物型方程的一阶项系数

研究了一个利用附加条件反演二阶抛物型方程一阶项系数的反问题,基于最优控制框架,证明了控制泛函极小元的存在性及其满足的必要条件.在正问题的计算中,运用离散的有限差分格式来计算方程的数值解,并且用Gradient型迭代法进行数值模拟.数值结果表明该算法是稳定的,而且未知系数反演的效果也很好.     

抛物方程的校正型有限差分区域分解算法

研究抛物方程的校正型有限差分区域分解算法.用大空间步长的显格式预估内边界的值,然后以内边界的预估值作为方程的边界条件,用隐格式在子区域上并行计算方程的数值解,最后再用隐格式校正内边界的值.利用离散的最大值原理给出了算法的误差估计.数值实验表明本文所构造的算法具有良好的稳定性.     

基于非MUSCL型WENO格式的溃坝波数值模拟

采用5阶精度的非MUSCL型WENO格式对界面变量进行数值重构,形成了高精度的数值离散格式,再对其捕捉溃坝波的能力进行分析.针对一维浅水方程,用线性平均对方程组进行局部线性化,引入特征变量进行解耦,对解耦方程中的通量经LF分裂后采用WENO重构,数值模拟溃坝洪水向下游的推进过程,得到沿程的水位和流速分布.通过和理论解的...     

格子Boltzmann方法的一种隐格式

提出了一种新的隐格式格子Boltzmann模型,在模型中,隐格式可以显格式求解格子Boltzmann方程,计算简单,并且引入了参数θ与无量纲时间τ独立,增加了模型的灵活性,对二维伯肃流进行了模拟试验,计算结果与解析解结果吻合较好,表明该格式是可行有效的．     

一类非线性高阶退化拟抛物方程的有限差分方法

研究了一类高阶退化拟抛物方程的有限差分算法,所研究的方程中含有粘性松弛因子以及p-双调和算子.在假定一些初值的情况下,利用差商分别对p=2,p=3时的两个方程中各项的时间和空间导数项进行离散化,采用中心差分法以及向前欧拉法构造出了非线性偏微分方程的差分格式.最后针对具体方程进行了数值实验,并利用Matlab软件比较和分析了数值解与真实解之间的误差,验证了有限差分法对此方程的数值求解的可行性.     

热传导方程有限容积法的MATLAB实现

基于有限容积法的核心思想,推出第二类边界条件下的热传导方程统一离散格式,利用MATLAB编程实现均匀厚度的无限大板瞬态传热分析,将方程的解用图形直观表示出来,解的数值和图形表明了方法的可行性和稳定性.     

Thompson－FDTD方法的高精度差分格式

在微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换结合时域有限差分（ＦＤＴＤ）技术计算复杂目标的电磁散射特性的方法中，差分格式的构造和选取与解的精度存在着密度关系。本文将提出一种新的高精度差分格式，其数值实现进一步证实了Ｔｈｏｍｐｓｏｎ－ＦＤＴＤ方法能精确模拟任意形状目标的电磁散射过程     

Thompson—FDTD方法的高精度差分格式

在微分－Ｔｈｏｍｐｓｏｎ变换结合时域有限差分（ＦＤＴＤ）技术计算复杂目标的电磁散射特性的方法中，差分格式的构造和选取与解的精度存在着密度关系。本文将提出一种新的高精度差分格式，其数值实现进一步证实了Ｔｈｏｍｐｓｏｎ－ＦＤＴＤ方法能精确模拟任意形状目标的电磁散射过程。     

带有阻尼项的三维欧拉方程组球对称解

研究了一类带有阻尼项的三维等熵可压缩欧拉方程组经典解局部存在性和弱解的整体存在性。一方面利用对称双曲型方程组解的存在性结论,将该方程组转化为对称双曲型方程组,得到了经典解的局部存在性;另一方面由新坐标的引入,该方程组转化为比较熟悉的p-系统,并通过Glimm格式证明了它的整体弱解的存在性。     

连续梁桥车桥耦合振动分析的数值解法

将连续梁桥简化为二维的平面梁单元模型,车辆简化为五自由度二分之一车模型,分别建立车辆与桥梁振动方程;该方法以车轮接触处位移协调条件与相互作用力的平衡关系相联系,建立车辆与桥梁耦合振动方程,利用模态综合叠加法并结合Newmark-β积分格式进行迭代求解.通过本文数值解与解析方程的Runge-kutta法解进行对比,证明该方法确实有效可行.由于桥梁振动响应主要由若干低阶振动模态起控制作用,对于大跨度复杂桥梁,这就大大降低了矩阵的维数,提高了计算速度,且该方法对于不同类型桥梁具有很强的通用性.     

粘塑性统一本构方程数值积分方法研究

本文提出了对粘塑性统一本构方程的隐式欧拉积分进行牛顿一拉夫森迭代的数值积 分方法.推导出该数值积分的统一迭代格式;给出自动选取步长以及迭代收敛的准 则;并对卜。uer的统一本构方程进行了数值求解。该法不但非常有效地克服了由于常 微分方程组的刚性带来的数值困难,而且还易于控制数值误差。计算结果表明:本文 所提出的方法是十分有效的.      

解抛物型方程的一个主精度显格式

本文给出了一个解抛物型方程的高精度显格式，格式精度高，稳定性好，表达式简单，应用方便。     

严密平差通用程序

针对工程测量的平差计算问题，编制了可快速解算复杂平差问题的严密平差通用程序，介绍了该程序的模块式结构及功能，数据文件的格式，并举例进行了计算，最后总结了该程序的优点。     

多重网格法及其在回流流动计算中的应用

结合多重网格方法,采用同位网格体系的有限体积法建立了维不可压缩流动的k-ε紊流数值模型,对流项和扩散项均采用中心差分格式离散,流速、压力采用通用的SIMPLE压力校正方法求解,代数方程组则利用强隐式方法SIP求解。对空流和突扩流两种典型回流流动进行模拟,证明了所建立模型的有效性和可信性。     

广义特征值反问题AX=BXΛ的中心对称解及其最佳逼近

证明了广义特征值反问题AX=BXΛ的中心对称解恒存在,给出了其解的一般表达式,给出了解集合中与给定矩阵的最佳逼近解的表达式以及求解最佳逼近解的一个数值算法和一个数值例子.