一类非线性双曲型方程有限元方法的误差分析

关于二阶双曲型方程有限元方法的理论研究,已有不少工作,如[1]—[5]。[5]对具Dirichlet边界条件且初边值均取0值的一类非线性双曲方程定解问题的有限元方法,导出了H~1-逼近阶估计,其中,对有关辅助函数u([5],p,151)施加了||?u||_(L~∞(Ω×[0,T]))< ∞的假定。 本文对[5]中研究过的方程,就Dirichlet边界及第三类边界两种情况,给出了半离散Galerkin方法H~1及L~2误差估计。得到的逼近阶都是最佳的,而且,在建立H~1估计的     

拟线性双曲型方程的A.D.I.Galerkin方法及其敛速估计

§1.引言 本文讨论求解一类二维拟线性双曲型方程的有限元方法([1,4,7]是本文的特殊情形),提出解该方程的 A.D.I.Galerkin方法,并给出最优 H~1模误差估计.[7]中导出了非线性方程组,而本文导出的是U_(ij)~(n+1)的线性方程组.交替方向格式将二维问题化成一维,其计算量比[1,4,7]中诸格式小得多;又在估计误差时,用本文的方法得到的估计式不     

一维非线性抛物问题两层网格有限体积元逼近

该文主要研究一维非线性抛物问题两层网格有限体积元逼近.对一维非线性抛物问题有限体积元解的存在性进行了讨论,给出了最优阶L~2-模和H~1-模误差估计结果,并研究了其两层网格算法.证明了当粗细网格步长满足h=O(H~2)时两层网格算法具有最优阶H~1-模误差估计.数值算例验证了理论结果.     

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…     

非线性粘弹性波动方程的非协调混合元超收敛分析和外推

研究了非线性粘弹性波动方程在新混合元格式下非协调混合有限元方法.利用插值理论、高精度分析、平均值理论和对时间t的导数转移的技巧,借助于EQ_1~(rot)元所具有的两个性质:(a)其相容误差为O(h~2)阶比它的插值误差高一阶;(b)插值算子与Ritz投影等价,以及插值后处理技术,分别导出了原始变量u的H~1模和中间变量p的L~2模下O(h~2)阶超逼近性质和整体超收敛.进一步,通过构造适当的辅助问题,运用Richordson外推格式,得到了更高精度O(h~3)阶外推结果.     

拟线性双相滞热传导方程的一个H~1-Galerkin混合有限元方法分析

利用不完全双二次元Q_2~-和一阶BDFM元,对拟线性双相滞热传导方程构造了一个新的H~1-Galerkin混合元格式.在不借助投影算子的条件下,直接利用单元插值算子的特殊性质,对于半离散和全离散格式,分别给出了原始变量在H~1-模及流量在H(div)-模下的具有O(h~3)及O(h~3+(△t)~2)阶的超逼近估计.     

奇异积分算子在 H~1(R_+~2×R_+~2)上的有界性

本文用 H~1(R_+~2×R_+~2)函数原子分解的方法,证明由 R.Fefferman 及 E.M.Stein 在[1]、[2]中引进的乘积空间上的奇异积分算子,当核函数 K(x_1,x_2)满足的条件中的 η>1/2时,在 H~2(R_+~2×R_+~2)上是有界的.即存在与 f 无关的常数 C,使‖K*f‖_H~1≤C‖f‖_(H~1).     

Hermite-Fejér插值算子的一个渐近估计式

设f(x)在[-1,1]上的二阶导数存在且有界,H_n[f(t);x]、R_n[f(t);x]分别为具有第一类、第二类零点的Hermite-Fejér插值多项式,则当n→∞时,有 H_n[f(t);x]-f(x)=O(1/n)(-1相似文献   

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     

一个矩阵不等式的修正及应用

设R(C)为实(复)数域,H~(n×n)为n×n的Hermitian矩阵的集合。当A(∈C~(n×n))的特征值皆为实数时,如不特殊说明,约定A的特征值满足λ_1(A)≥…≥λ_n(A)。文[1]有如下不等式, 令A=B=[(?)],知(1)式一般不成立,(1)式是[1]将[2]的关于奇异值不等式     

关于半离散Galerkin近似解的L_∞估计的一个注记

在《计算数学》和《高等学校计算数学学报》上最近发表的文章[1]和[2]中,分别讨论了抛物和二阶双曲方程半离散Galerkin近似解(分片线性函数情形)的L_∞估计。文章作者采用正则Green函数方法证明了阶为h~2ln(1/h)的误差估计式。值得指出,[1]和[2]中所给出的估计式的一个不足之处就是它们所需要的精确解的正则性过于强。在这个注记里,我们将说明如下事实,利用熟知的半离散Galerkin近似解的超收敛估计和有限元函数空间的一个弱嵌入性质,可以证明得到阶也是h~2ln(1/h)的误差估计式,然而对解的正则性的要求则较[1]和[2]中估计式所需要的弱得多。 先讨论抛物问题,文[1]讨论的是热传导问题     

非线性抛物方程的EQ_1~(rot)非协调混合元方法的超收敛分析

基于EQ_1~(rot)非协调矩形元及零阶R-T元对非线性抛物方程构造了一个新的混合元格式.利用EQ_1~(rot)元所具有的两个特殊性质:(I)插值算子与其投影算子是一致的;(II)当所考虑问题的精确解属于H~3(ΩΩ)时,其相容误差可以达到O(h~2)(h是剖分参数),比插值误差高一阶.同时借助关于这两个单元的高精度分析、平均值技巧和插值后处理技术,得到了关于原始变量以及通量的超逼近和整体超收敛结果.     

关于求解常微分方程的一类预估——校正方法

在[1]中,我们研究了由显式的Adams一Bashforth(A—B)公式与Nystrom公式所组合的方法,以及由隐式的Adams-Moulton(A—M)公式与广义的Milne—Simpson(M—S)公式所组合的方法,获得了具有较大的绝大稳定域的一类方法。在此基础上,本文讨论用由上述组合的显式方法作为预估公式,而将隐式组合的方法作为校正公式,构造出含有双参数的P_KEC_KE方法。对于K=4,5,6,7,8,获得了具有增大的绝大稳定域的一类方法。     

求解非线性中立型延迟微分方程一类线性多步方法的收敛性

本文致力于带有Lagrang插值的一类线性多步法求解非线性中立型延迟微分方程的误差分析.证明了一个p′阶的线性多步方法配上一个q阶的Lagrang插值导致一个minf[p′,q 1]阶的E-(或EB-)收敛的非线性中立型延迟微分方程数值方法.     

有界区域上非线性 Schrodinger 方程解的全局性质

本文解决了 H.Bréis 在文[1]中提出的一个问题,对于非线性 Schr(?)dinger 方程(?) (1)H.Brézis 在文[1]中证明了,如果 Ω=R~2,p=3,K≤0或k>0,同时K integral from R~2|u_0|~2dx<4,(1)式有解 u(x,t),u∈C~1([0,∞),L~2(R~2))∩C([0,∞),H~2(R~2)).并且指出,在 Ω=R~2的情形,如果 p≥3,并且初值 u_0满足     

有界区域上非线性Schrdinger方程解的全局性质

本文解决了 H.Bréis 在文[1]中提出的一个问题,对于非线性 Schr(?)dinger 方程(?) (1)H.Brézis 在文[1]中证明了,如果 Ω=R~2,p=3,K≤0或k>0,同时K integral from R~2|u_0|~2dx<4,(1)式有解 u(x,t),u∈C~1([0,∞),L~2(R~2))∩C([0,∞),H~2(R~2)).并且指出,在 Ω=R~2的情形,如果 p≥3,并且初值 u_0满足     

Sobolev型方程有限元的后处理方法

1 引言 考虑下述Sobolev型方程的混合问题 (a) (b) (c) 其中Ω为R~2中具有边界的矩形域,a,b,f,u_o。为适当光滑且有界的已知函数,a(x,t)有正下界a_*. Sobolev型方程是重要的数学物理方程之一,文[1]导出了问题(1.1)标准有限元方法的最优L_2(2≤P<∞)估计.本文研究矩形剖分上的双k次有限元方法,用插值算子对近似解进行后处理,仅增加极少工作量,使整体收敛性提高一阶.本文证明了误差及任意阶时间导 进行后处理,仅增加极少工作量,使整体收敛性提高一阶.本文证明了误差及任意阶时间导数的H~1,W~(1,∞),L_p和L_∞的超收敛估计.若采用文[2]的预处理方法构造最优剖分,可将本文结果推广到一般区域(仍超收敛1/2阶).这样,采用低次有限元可获得高阶精度,从而大大节省了计算量.     

max[f(x),g(x)]、min[f(x),g(x)]型函数问题三则

所谓ｍａｘ[ｆ(ｘ) ,ｇ(ｘ) ]或ｍｉｎ[ｆ(ｘ) ,ｇ(ｘ) ]型函数 ,是指在ｆ(ｘ)、ｇ(ｘ)的公共定义域的不同部分 ,取这两个 (或两个以上 )函数值最大的函数式 (或最小的函数式 )作解析式的函数 ,解这类函数有关的问题的最佳方法是数形结合 .本文例举几例说明求解策略 .例 1　已知ｆ(ｘ) =3 -ｘ,ｇ(ｘ) =( 2ｘ +5) 12 ,则ｙ =ｍｉｎ[ｆ(ｘ) ,ｇ(ｘ) ]的最大值为.分析　本题属于非常规性问题中的信息迁移题 ,需要同学们在掌握基本初等函数的图像与性质的基础上 ,根据新定义新信息重新构造新函数 .图 1在同一坐标系内分别画出ｆ(ｘ)、ｇ(ｘ)的图…     

凹角域应力强度因子的外推加速及MG算法

§1.引言 [1]最早讨论将外推用于嵌套迭代,[2]-[4]则讨论外推用于多重网格法,两者都没有涉及凹角域的情况.在凸域上,有渐近展式(例如[5]): u~h(x)=u~I(x)+d_1(x)h~2+O(h~τ),x∈Ω,(1.1)其中,τ> 2,u~h和u~I分别为椭圆边值问题解u的线性有限元逼近和线性插值函数.而     

分块K—循环Toeplitz矩阵求逆的快速付氏变换法

1算法描述及推导 Toeplitz矩阵及Toeplitz系统的求解在谱分析、线性预测、误差控制码、自回归滤波器设计等领域内起着重要的作用~[1-3]，而分块Toeplitz矩阵在计算机的时序分析、自回归时序模型滤波中也经常出现~[4]。对一般Toeplitz矩阵求逆，其算术复杂性为O(n~2)~[5]-[6]，其中n为Toepleitz矩阵的阶，而K-循环Toeplitz矩阵的求逆，其算术复杂性可降为O(nlog_2n)，本文提供了mn附分块K-循环Toeplitz矩阵求逆的一种快速付氏变换算法，其算术复杂性为O（mnlog_2mn）.