奇异摄动问题的一类变分差分格式

本文讨论了奇异摄动二阶自伴常微分方程边值问题,采用有限元方法构造了一类变分差分格式,在对系数的光滑性假定很弱的情况下证明了一致收敛性.这类格式包括了[1],[3],[4]和[5]中讨论的格式.     

解抛物型方程的一族高精度差分格式

1 引言 求解抛物型方程 u/t=u/x~2, 00, (1) 初边值问题的差分格式,精度高者当属[1]、[2]中的格式.本文对上述问题构造了一族三层(特殊情况下是两层)双参数、绝对稳定、高精度三对角线型的隐式格式,它不仅包含了[1]、[2]中所有的格式,而且还可以得到一个截断误差为O(Δt~3+Δx~4)的绝对稳定的差分格式,精度比[1]、[2]中的格式都高. 2 差分格式 设Δt为时间步长,Δx=L/M(M为正整数)为空间步长,网函数u(jΔx,nΔt )记为u_j~n,对     

Burgers方程的数值解(Ⅰ)

引言 近年来,越来越多的工作从事于非线性格式的计算稳定性(见[1]—[6]).作者提出了非线性格式广义稳定性的概念并提供了估计非线性格式误差的一系列技巧(见[7]—[9]).这些方法已广泛应用到许多问题.例如,涡度方程(见[10]—[12]),Navier-Stokes方程(见[13]—[16]),可压缩流体(见[17]),大气环流方程(见[18]—[20]),K.D.V方程(见[21]—[23])和非线性波动方程(见[24]—[25]).本文以下列Burgers方程为例来介绍这一方法:     

关于色散方程u_t=au_(xxx)一类显式差分格式的讨论

关于色散方程u_t=au_(xxx)差分格式的讨论,在[1]和[2]中,分别提出了中层为五点和六点的显式差分格式,其稳定区域分别为 0≤r≤0.7016和-0.0625 ≤r≤1.1851.本文针对这一问题,讨论中层为七点的一类差分格式的稳定性.[1]中格式是本文的特例,并且这类格式的最佳稳定区域为0≤r≤2.394,大约是[2]中稳定范围的二倍,[1]中稳定范围的三倍.     

声热耦合问题的广义差分法

引言 按照Petrov-Galerkin方法(也称广义Galerkin方法)构造差分格式已经有一些工作(例如[2]、[3]).本文把[3]中构造广义差分格式的方法推广到声热耦合方程组. 熟知,关于声热耦合方程组,Richtmyer给出了三个条件稳定的格式.我们用广义差分法构造出三种新的差分格式.对其中的格式Ⅰ、Ⅱ进行了稳定性分析,它们具有绝对稳定的特点.而格式Ⅲ指出了进一步提高精度的途径. 本文写作过程中得到了李荣华教授的热情指导,谨致谢意。     

关于色散方程的具有高稳定性的显式差分格式

本文对色散方程u_t=au_(xxx)构造了显式差分格式J_4,其截断误差和稳定条件分别为O(τ+ h~2)和|r|≤4.0884,稳定性比[1]的结果|r|≤0.7016和[2]的结果|r|≤1.1851有很大改进,而且格式的形式也比[2]的格式简单得多.     

多步Runge-Kutta型TVB时间离散

近年来TVD,TVB和ENO方法出现并得到广泛应用,见[1]—[8].特别,在[6]—[8]中利用线方法和时间离散的结合构造了TVD,TVB和 ENO差分格式.整个构造过程较Harten的工作简化得多,从而开辟了一条构造高精度无振荡差分格式的新途径.他在[6],[8]中讨论了线性多步TVB时间离散,在[7]中又讨论了Runge-Kutta型TVD时间离散,并得到了时间离散在TVD,TVB意义下所应满足的条件.本     

关于色散方程u_t=au_(xxx)的一类绝对稳定的半显式格式

1.引言在[1]-[6]中讨论了色散方程u_t=au_(xxx)(a为常数,可正可负)的差分解法,但是, 显式格式的稳定性条件较苛刻,其中以[5]中提出的 H_3类显式格式最好,稳定条件为|R|=|a|τ/h~3≤1.1851;而隐式格式虽然绝对稳定且具有高精度,但每前进一步需要解一个具有五对角线的线性方程组,计算量较大. 本文针对显式格式与隐式格式存在的问题,提出一类三层绝对稳定半显式格式,其截     

线性传输方程带二次多项式重构的熵格式（英文）

最近几年来,茅德康等发展了一类有限体积格式计算偏微分方程[1,3-4,6-9].该类格式得到比较好的计算结果.在文[8]中王和茅提出一个满足两个守恒律和三个守恒律的熵格式计算线性发展方程,但是该格式是基于线性多项式重构.本文发展了一个基于二次多项式重构满足两个守恒律的熵格式.数值试验表明本文的格式在长时间计算方面优于文[8].     

关于色散方程的一类二阶恒稳显格式

1　引　　言对于具有高阶空间导数的发展方程 ,其显格式因结构简单 ,易于计算 ,具有明显的计算优越性 ,但已有的绝大多数显格式的稳定性条件都十分苛刻 (见 [6 ] -[1 5] ) ,远不如一般隐格式 ,使其应用受到限制 .1 994年《计算物理》中关于“色散方程的一类具任意稳定性的显格式”一文 (见 [1 4 ] ) ,把色散方程显格式的稳定性条件提高到了可以任意选择的程度 ,但截断误差仅为 O(τ+h) .本文构造了新一类双参数显式差分格式 ,它是绝对稳定的 ,且其截断误差是 O(τ+h2 ) ,它结构简单 ,易于实现计算 ,利于实际应用 .我们用数值例子验证了理论…     

一类多维非线性反应扩散方程有限差分格式的稳定性问题(英文)

本文研究了一类多维线性反应扩散方程差分格式的稳定性.利用量未知元方法,建立了具有增量未知元的有限差分格式;然后利用非线性Galerkin方法,得到该差分格式的稳定性条件.通过对该格式的稳定性分析,说明和经典的差分格式的稳定性相比较,带有增量未知元的有限差分格式的稳定性得到了提高.     

A stabilized finite element method for the time-dependent Stokes equations based on Crank–Nicolson Scheme

A stabilized finite element method for the time-dependent Stokes equations based on Crank–Nicolson scheme is considered in this paper. The method combines the Crank–Nicolson scheme with a stabilized finite element method which uses the lowest equal-order element pair, i.e., the stabilized finite element method is applied for the spatial approximation and the time discretization is based on the Crank–Nicolson scheme. Moreover, we present optimal error estimates and prove that the scheme is unconditionally stable and convergent. Finally, numerical tests confirm the theoretical results of the presented method.     

Newton–Milstein scheme for stochastic differential equations and its fast uniform convergence

We show that a modified Milstein scheme combined with explicit Newton’s method enables us to construct fast converging sequences of approximate solutions of stochastic differential equations. The fast uniform convergence of our Newton–Milstein scheme follows from Amano’s probabilistic second-order error estimate, which had been an open problem since 1991. The Newton–Milstein scheme, which is based on a modified Milstein scheme and the symbolic Newton’s method, will be classified as a numerical and computer algebraic hybrid method and it may give a new possibility to the study of computer algebraic method in stochastic analysis.     

对流扩散方程的三层WENO-MMOCAA差分方法

本文把三层修正特征线法,MMOCAA 差分方法及WENO 插值相结合,提出了求解对流扩散方程的三层WENO-MMOCAA 差分格式.此格式关于时间具有二阶精度,关于空间具有二阶以上精度且可避免基于二次以上Lagrange 插值的三层MMOCAA 差分方法在解的大梯度附近所产生的振荡.本文使用新的分析方法,给出了格式的误差估计.本文的数值算例表明新格式可消除振荡.     

一种登陆作战兵力上船装载方案优化计算方法

建立登陆作战兵力上船装载方案优化模型,针对大规模登陆作战兵力上船装载方案确定问题特点,提出一种用需装载兵力、可用舰船和可用泊位类型排列表示方案的方案编码方法,称为方案的类型排列基因码.给出排列基因码生成及进化方法,实现装载方案的遗传优化.计算结果表明,使用该方法可以在较短时间内得到较好的上船装载方案.     

Iterative methods and high-order difference schemes for 2D elliptic problems with mixed derivative

We derive a fourth-order compact finite difference scheme for a two-dimensional elliptic problem with a mixed derivative and constant coefficients. We conduct experimental study on numerical solution of the problem discretized by the present compact scheme and the traditional second-order central difference scheme. We study the computed accuracy achieved by each scheme and the performance of the Gauss-Seidel iterative method, the preconditioned GMRES iterative method, and the multigrid method, for solving linear systems arising from the difference schemes.     

NONLINEAR GALERKIN METHOD AND CRANK-NICOLSONMETHOD FOR VISCOUS INCOMPRESSIBLE FLOW

1.Introduction'NonlinearGalerkinmethodisnumericalmethodfordissipativeevolutionpartialdifferentialequationswherethespatialdiscretizationreliesonanonlinearmanifoldinsteadofalinearspaceasintheclassicalGalerkinmethod.Morepreciselygoneconsidersafinitedimension…     

Upwind compact finite difference scheme for time-accurate solution of the incompressible Navier-Stokes equations

This article presents a time-accurate numerical method using high-order accurate compact finite difference scheme for the incompressible Navier-Stokes equations. The method relies on the artificial compressibility formulation, which endows the governing equations a hyperbolic-parabolic nature. The convective terms are discretized with a third-order upwind compact scheme based on flux-difference splitting, and the viscous terms are approximated with a fourth-order central compact scheme. Dual-time stepping is implemented for time-accurate calculation in conjunction with Beam-Warming approximate factorization scheme. The present compact scheme is compared with an established non-compact scheme via analysis in a model equation and numerical tests in four benchmark flow problems. Comparisons demonstrate that the present third-order upwind compact scheme is more accurate than the non-compact scheme while having the same computational cost as the latter.     

High-order linear compact conservative method for the nonlinear Schrödinger equation coupled with the nonlinear Klein–Gordon equation

In this paper, we design a linear-compact conservative numerical scheme which preserves the original conservative properties to solve the Klein–Gordon–Schrödinger equation. The proposed scheme is based on using the finite difference method. The scheme is three-level and linear-implicit. Priori estimate and the convergence of the finite difference approximate solutions are discussed by the discrete energy method. Numerical results demonstrate that the present scheme is conservative, efficient and of high accuracy.     

区间数型多属性决策相对灰色关联分析方法及其应用

多属性决策时由于掌握的信息不充分,资料不全,加之问题本身的复杂性、不确定性以及人类思维的模糊性,其属性的精确值往往难以获取,常用区间数形式表示.针对基于"理想方案"的灰色关联分析方法存在的不足,根据TOPSIS法原理,提出一种同时考虑"理想方案"和"负理想方案"的区间数型多属性决策相对灰色关联分析法.通过一个实例说明了该方法的应用,并与其它方法进行了对比,得到的结果一致.方法同时考虑了"理想方案"和"负理想方案",概念清晰,数学推导严谨,评价值分辨率高,克服了仅考虑一种方案时排序的不相容问题,更具有客观性和合理性.