二维非线性Schr\"{o}dinger方程显式格式的最大模误差分析

本文讨论了数值求解二维非线性Schr\"{o}dinger方程周期边值问题的Du Fort-Frankel格式和蛙跳格式. 以解函数的一个广义时间导数作为独立变量, 将非线性方程初边值问题改写成一个混合方程组形式, 应用我们最新提出的离散能量技巧讨论这两个三层显式格式的收敛性. 分析表明, 在必要的网格条件下, 差分解在最大模意义下二阶收敛. 数值算例验证了理论分析结果.     

求解Klein-Gordon-Schrdinger方程组的一个新型守恒差分算法的收敛性分析

对复Schrdinger场和实Klein-Gordon场相互作用下一类耦合方程组的初边值问题进行了数值研究,提出了一个高效差分格式,该格式非耦合且为半显格式,因此比隐格式具有更快的计算速度,而且便于并行计算;同时,该格式很好地模拟了初边值问题的守恒性质,保证了格式计算的可靠性,从而便于长时间计算.细致讨论了格式的守恒性质,并在先验估计的基础上运用能量方法分析了差分格式的收敛性.     

求解Klein-Gordon-Schr(o)dinger方程组的一个新型守恒差分算法的收敛性分析

对复Schr(o)dinger场和实Klein-Gordon场相互作用下一类耦合方程组的初边值问题进行了数值研究,提出了一个高效差分格式,该格式非耦合且为半显格式,因此比隐格式具有更快的计算速度,而且便于并行计算;同时,该格式很好地模拟了初边值问题的守恒性质,保证了格式计算的可靠性,从而便于长时间计算.细致讨论了格式的守恒性质,并在先验估计的基础上运用能量方法分析了差分格式的收敛性.     

耗散对称正则长波方程的有限差分逼近

本文对耗散对称正则长波方程的初边值问题进行了数值研究,提出了一个两层隐式Crank-Nicolson差分格式,讨论了差分解的存在唯一性,并利用能量方法分析了该格式的二阶收敛性与稳定性,数值算例表明本文的格式是可靠的.     

一阶双曲型方程组初边值问题的差分格式及其稳定性

本文比较系统地讨论了有关数值求解两个自变量的一阶双曲型方程组初边值问题的某些问题,给出了几种能用于任何类型的初边值问题的差分格式,并在很宽的条件下证明了其中的某些变系数的初边值问题的差分格式对初值和边值是稳定的、差分格式所立出的方程组是良态的.其中的某些格式已用于解决某些复杂的实际问题(应用部分见[16]).     

具有积分边界条件的常微分方程边值问题的数值解

讨论了一类具有积分边界条件的二阶常微分方程非局部边值问题的数值解.对非局部积分边界条件采用了离散的多点边值问题进行逼近,通过常系数情况下解的局部性质,建立了这类边值问题的指数型差分格式,并且给出了格式的误差分析,证明了格式是一致收敛的.     

双曲型方程组初边值问题的差分格式及应用实例

本文讨论两个自变量拟线性双曲型方程组初边值问题的数值解法,给出了几种能适用于任何情况的初边值问题的差分格式.并在很宽的条件下,证明了包括这些格式在内的几类变系数的格式对初值和边值是稳定的.文中用绝对稳定的初边值问题的二阶格式来精确计算强间断(激波、切向间断)的相互作用、激波的自动精确形成等复杂的物理过程.最后给出了其中的三个结果.更多的计算结果及方法在三个自变量下的推广见文献[1].     

RLW方程的一个新的显式多辛格式

以多辛Euler-box格式为基础对正则长波(RLW)方程的初边值问题进行了讨论,推导了一个新的显式10点格式.模拟孤立波的数值实验表明,这个新的多辛格式是行之有效的,能很好的反映出RLW方程的非弹性性质.     

二阶拟线性奇摄动常微分方程的数值解法

本文讨论二阶拟线性奇摄动常微分方程边值问题的数值解法.首先以一个非线性一阶初值问题近似原问题,然后用迭代法求解该近似问题.最后通过迭代法与古典格式得到一个比较满意的结果.     

Kuramoto-Sivashinsky方程的线性化L_∞-差分方法

利用有限差分方法研究Kuramoto-Sivashinsky方程初边值问题的数值解.首先,给出了二阶线性化隐式差分格式,该格式在每一时间层均为线性方程组.其次,给出差分格式的守恒性和数值解的有界性.第三,证明差分格式在最大模意义下的收敛性.最后,通过数值算例验证差分格式的收敛阶,并数值模拟方程的混沌解.     

Klein-Gordon-Zakharov方程初边值问题的Legendre谱方法

研究Klein-Gordon-Zakharov方程初边值问题的Legendre谱方法.在先验估计的基础上,证明了该格式的稳定性和收敛性,并得到最优阶误差估计.另外,还设计了一个半隐格式,并给出数值例子.在文章的后面给出了多区域谱格式,数值结果表明精度要高于单区域.     

一类非线性延迟抛物偏微分方程的紧致差分格式

对于一类带有Dirichlet边界条件的延迟非线性抛物型偏微分方程的初边值问题建立了一个紧差分格式,用能量分析法证明该差分格式在L_∞范数下是无条件收敛的,且收敛阶为O(τ~2+h~4).最后,通过数值算例验证了理论结果.     

二维非线性RLW方程的守恒差分格式

对二维非线性正则长波(RLW)方程初边值问题的数值解法进行了研究,提出了一个三层守恒差分格式.证明了差分解的存在唯一性,并利用能量方法分析了该格式的二阶收敛性与无条件稳定性.数值算例验证了格式的可靠性,且运算过程中保持了能量守恒.     

带非线性强迫项的Burgers方程二阶收敛的差分格式

本文研究带非线性强迫项的Burguers方程初边值问题的有限差分方法.构造了一个两层线性化隐式差分格式.证明了差分格式解的存在唯一性、收敛性和稳定性.并给出了差分解在L∞模意义下的收敛阶数为O(h2+τ2).数值例子验证了理论分析结果.     

对称正则长波方程的拟紧致守恒差分逼近

该文对称正则长波方程的初边值问题进行了数值研究, 提出了一个两层隐式拟紧差分格式,格式很好地模拟了初值问题的守恒性质. 得到了差分解的存在唯一性, 并在先验估计基础上运用能量方法分析了格式的稳定性及二阶收敛性.     

极正交各向异性圆板非线性弯曲的定性分析及单调迭代解

本文对极正交各向异性圆板在任意轴对称载荷和边界条件下的非线性弯曲问题进行了较为系统的研究.首先,将边值问题归结为等价的积分方程,并且借助于广义函数得到了线性问题的一般解答.其次,对导出的非线性积分方程解的性质作了较为细致的讨论,例如边缘皱褶,非负性和奇性等.然后,构造了解的双边单调迭代格式,并给出了迭代格式的收敛性判据和误差估计,同时还讨论了解的全局存在唯一性.最后,给出了一个数值例子来说明本文方法和结论的应用.本文某些结果是由作者新得到的.     

五次非线性Schr?dinger方程的一个新型守恒紧致差分格式

本文研究了带五次项的非线性Schr?dinger方程初边值问题.利用有限差分法构造了一个四阶紧致差分格式,证明格式在离散意义下保持原问题的两个守恒性质,即质量守恒和能量守恒.引入"抬升"技巧,运用标准的能量方法和数学归纳法建立了误差的最优估计,证明数值解在空间和时间两个方向分别具有四阶和二阶精度.数值实验对理论结果进行了验证,并与已有结果进行了对比,结果表明本文格式在保持精度相当的前提下具有更高的计算效率.     

美式期权定价问题的变网格差分方法

本文提出一种求解美式期权定价自由边值问题的变网格差分方法.通过建立一个自由边界所满足的方程,利用变网格技术可同时求出期权的差分解和最佳执行边界.本文分别讨论了显式和隐式变网格差分格式,并给出了差分解的收敛性和稳定性分析.数值实验表明本文算法是一个非常有效的期权定价算法.     

一类非线性Scllr(o)dillger方程的差分/Legendre谱元法

考察一类带幂次非线性项的Schrodinger方程的Dirichlet初边值问题,提出了一个有效的计算格式,其中时间方向上应用了一种守恒的二阶差分隐格式,空间方向上采用Legendre谱元法.对于时间半离散格式,证明了该格式具有能量守恒性质,并给出了L2误差估计,对于全离散格式,应用不动点原理证明了数值解的存在唯一性,并给出了L2误差估计.最后,通过数值试验验证了结果的可信性.     

非线性二阶奇异摄动常微分方程的数值解

本文讨论一个拟线性常微分方程边值问题。首先给出解的较为精确的导数估计。采用一种新的方法给出差分格式并证明一阶一致收敛。最后对非线性差分方程组给出一个单调收敛的迭代法。数值例子验证了理论结果。