一类线性多步法关于变延迟非线性中立型微分方程的渐近稳定性

1引言中立型微分方程广泛出现于生物学、物理学及工程技术等诸多领域.数值求解中立型微分方程时,数值方法的稳定性研究具有无容置疑的重要性,其中渐近稳定性的研究是其重要组成部分.对于线性中立型延迟微分方程,渐近稳定性研究已有许多重要结果,如文献[1,2,3,4,5,6]等.对于非线性中立型变延迟微分方程,数值方法的稳定性研究近几年才有进展.2000年,Bellen等在文献[7]中讨论了Runge-Kutta法求解一类特殊的中立型延迟微分     

基于常微分方程边值问题的Chebyshev谱方法

常微分方程边值问题的数值解法有多种,其中较常用的是化边值问题为初值问题解法以及边值问题差分解法.常微分方程边值问题数值解的Chebyshev谱方法是近年来出现的一种新解法.作为应用例子,分别采用Chebyshev谱方法、化边值问题为初值问题解法、以及边值问题差分解法对一类二阶常微分方程边值问题进行数值求解,并对数值解的精确性及计算时间定量地比较,从而说明Chebyshev解法是精度很高的一种快捷解法.     

时滞积分微分方程的Rosenbrock方法

本文研究时滞积分微分方程的数值方法.通过改造现有常及离散型延迟微分方程的数值方法,并匹配以适当数值求积公式,构造了求解时滞积分微分方程的Rosenbrock方法,导出了其稳定性准则.数值例子阐明了所获方法的计算有效性.     

分数阶延迟微分方程的样条配置方法

首次利用三次样条配置方法采用直接法求解了一类非线性分数阶延迟微分方程初值问题,并给出了方法的局部截断误差和若干数值算例.数值结果表明方法求解分数阶延迟微分方程初值问题是非常有效的,结果对于未来研究分数阶延迟微分方程的数值方法具有重要的意义.     

常微分方程数值计算的新方法—偏差分方法的理论与分析

提出了一种新的常微分方程数值计算的方法,构建了一些新的计算公式.提出的新方法计算公式繁多,是一种值得研究的常微分方程数值计算方法.     

求解非线性互补问题的微分方程方法

本文构造了一种求解非线性互补问题的微分方程方法.在一定条件下,证明了微分方程系统的平衡点是非线性互补问题的解并且基于一般微分方程系统的数值积分建立了一个数值算法.在适当的条件下,证明了此算法产生的序列解是收敛的.本文最后给出了数值结果,该结果表明了此微分方程方法的有效性.     

Poisson跳的随机延迟微分方程Heun方法的均方收敛性

Heun方法是一类求解随机延迟微分方程的数值方法,本文试图研究Poisson跳的随机延迟微分方程Heun方法的均方收敛性.当Poisson跳的随机延迟微分方程满足一定约束条件时,获得Heun方法求解方程所得的数值解收敛于真解,且均方收敛阶为1的理论结果2.文末数值试验的结果验证了理论结果的正确性.     

非线性刚性变延迟微分方程单支方法的数值稳定性

现有文献中对于非线性延迟微分方程渐近稳定性及其数值方法的稳定性研究大都局限于常延迟的情形,例如可参见匡蛟勋[1-3],黄乘明[4],Torelli[5]等人的大量工作.1994年A.Iserles[6] 首次研究了比例延迟微分方程数值方法的线性稳定性,随后有相当多的文献对比例延迟微分方程的各种数值方法的线性稳定性进行了讨论.1997年Zennaro[7]首次研究了非线性刚性变延迟微分方程的渐近稳定性,但该文中对于延迟量的限制十分苛刻,同时该文也首次研究了非线性刚性变延迟微分方程Runge-Kutta方法的非线性稳定性. 本文目的是试图在上述基础上进一步研究非线性刚性变延迟微分方程的渐近稳定性及其数值方法的稳定性.首先在第二节我们给出了非线性刚性变延迟微分方程模型问题（2.1）渐     

随机微分方程的截断Caratheodory数值方法

研究了随机微分方程的截断Caratheodory数值解的收敛性.Caratheodory方法是随机微分方程的一种数值求解方法,但当全局Lipschitz条件或线性增长条件不满足时,收敛性往往不能得到保证.在局部Lipschitz条件和Khasminskii型增长条件下,证明了截断Caratheodory数值解的收敛性.     

二阶椭圆型偏微分方程奇异摄动问题的差分解法

近十多年来出现了一系列奇异摄动问题的数值解法,例如C.E.Pearson,F.W.Door,H.O.Kreiss,A.M.,K.B.等人的工作,他们大都对常微分方程和常微分方程组奇异摄动问题来讨论的。 苏煜城、吴启光在1980年用差分方法讨论了椭圆——抛物偏微分方程的奇异摄动问     

二阶椭圆问题的一类广义有限元法

本文提出了求解二阶椭圆问题的一类广义有限元方法,分析了广义有限元方法的优越性,证明了二阶椭圆问题的广义有限元方法具有比标准的Galerkin有限元方法更高阶的收敛速度,根据插值算子的性质,进一步证明了有限元解的亏量迭代校正收敛到广义有限元解,并用数值例子说明广义有限元方法是有效的.     

A sparse finite element method with high accuracy Part I

Summary. In this paper, we develop and analyze a new finite element method called the sparse finite element method for second order elliptic problems. This method involves much fewer degrees of freedom than the standard finite element method. We show nevertheless that such a sparse finite element method still possesses the superconvergence and other high accuracy properties same as those of the standard finite element method. The main technique in our analysis is the use of some integral identities. Received October 1, 1995 / Revised version received August 23, 1999 / Published online February 5, 2001     

二维非均匀水沙模型的多步特征-混合元数值模拟

通过对方程的对流部分采用沿着特征线方向向后两步差分格式进行离散,而对扩散部分采用混合有限元格式进行离散,从而利用多步特征-混合有限元方法对平面非均匀水沙模型进行了数值模拟,给出了相应的误差分析及数值算例.     

Generalizations of the Finite Element Method

This paper is concerned with the generalization of the finite element method via the use of non-polynomial enrichment functions. Several methods employ this general approach, e.g. the extended finite element method and the generalized finite element method. We review these approaches and interpret them in the more general framework of the partition of unity method. Here we focus on fundamental construction principles, approximation properties and stability of the respective numerical method. To this end, we consider meshbased and meshfree generalizations of the finite element method and the use of smooth, discontinuous, singular and numerical enrichment functions.     

线性Poisson-Boltzmann方程的Mortar有限元方法的数值计算

本文对分子生物物理学中产生的线性Poisson-Boltzmann方程（PBE），给出了Mortar有限元方法的计算过程，数值计算例子表明，与一般的协调有限元方法相比，用Mortar元方法求解此类有间断系数的问题有非常有效的。     

不可压缩流问题低次元稳定有限体积数值方法研究

分析了R^d,d=2,3维不可压缩流Stokes问题低次元稳定有限体积方法,它主要利用局部压力投影方法对两种流行但不满足inf-sup条件的有限元配对(P_1-P_0和P_1-P_1)在有限体积方法的框架下进行稳定;利用有限元与有限体积方法的等价性进行有限体积方法理论分析.结果表明不可压缩流Stokes问题在f∈Hd,d=2,3维不可压缩流Stokes问题低次元稳定有限体积方法,它主要利用局部压力投影方法对两种流行但不满足inf-sup条件的有限元配对(P_1-P_0和P_1-P_1)在有限体积方法的框架下进行稳定;利用有限元与有限体积方法的等价性进行有限体积方法理论分析.结果表明不可压缩流Stokes问题在f∈H¹情况下,本文方法得到的解与稳定有限元方法解之间具有O(h1情况下,本文方法得到的解与稳定有限元方法解之间具有O(h²)阶超收敛阶结果,且稳定有限体积方法取得了与稳定有限元方法相同的收敛速度,与稳定有限元方法比较,稳定有限体积方法计算简单高效,同时保持物理守恒,因此在实际应用中具有很好的潜力。     

对流扩散方程的有限体积-有限元方法的误差估计

本文结合有限体积方法和有限元方法处理非线性对流扩散问题,非线性对流项利用有限体积方法处理,扩散项利用有限元方法离散,并给近似解的误差估计。     

半导体器件瞬态模拟的对称正定混合元方法

提出具有对称正定特性的混合元格式求解非稳态半导体器件瞬态模拟问题。提出一个最小二乘混合元方法、一个新的具有分裂和对称正定性质的混合元格式和一个解经典混合元方程的对称正定失窃工格式求解电场位势和电场强度方程;提出一个最小二乘混合元格式求解关于电子与空穴浓度的非稳态对流扩散方程,浓度函数和流函数被同时求解;采用标准的有限元方法求解热传导方程。建立了误差分析理论。     

Two-level multiscale finite element methods for the steady navier-stokes problem

In this article, on the basis of two-level discretizations and multiscale finite element method, two kinds of finite element algorithms for steady Navier-Stokes problem are presented and discussed. The main technique is first to use a standard finite element discretization on a coarse mesh to approximate low frequencies, then to apply the simple and Newton scheme to linearize discretizations on a fine grid. At this process, multiscale finite element method as a stabilized method deals with the lowest equal-order finite element pairs not satisfying the inf-sup condition. Under the uniqueness condition, error analyses for both algorithms are given. Numerical results are reported to demonstrate the effectiveness of the simple and Newton scheme.     

求解Brinkman方程的修正弱有限元方法

本文针对Brinkman方程引入了一种修正弱Galerkin(MWG)有限元方法.我们通过具有两个离散弱梯度算子的变分形式来逼近模型. 在MWG方法中, 分别用次数为$k$和$k-1$的不连续分段多项式来近似速度函数$u$和压力函数$p$. MWG方法的主要思想是用内部函数的平均值代替边界函数. 因此, 与WG方法相比, MWG方法在不降低准确性的同时, 具有更少的自由度, 对于任意次数不超过$k-1$ 的多项式,MWG方法均可以满足稳定性条件. MWG 方法具有高度的灵活性, 它允许在具有一定形状正则性的任意多边形或多面体上使用不连续函数. 针对$H^1$和$L^22$范数下的速度和压力近似解, 建立了最优阶误差估计. 数值算例表明了该方法的准确性, 收敛性和稳定性.