Helmholtz方程Cauchy问题的间接积分方程方法

 本文处理二维和三维Helmholtz方程的边界数据复原问题.通过利用位势理论近似问题的解,导出了解决Cauchy问题的一种非迭代积分方程方法.为了处理形成问题的不适定性,采用了Tikhonov正则化结合Morozov偏差原理的方法,并且给出了算法的收敛性和误差估计,最后给出了二维和三维的数值算例.通过数值算例我们检验了源点和边界之间距离的关系,算法关于噪声、源点数目的数值收敛性,稳定性.     

瞬态热传导的奇异边界法及其MATLAB实现

基于动力学问题时间依赖基本解的奇异边界法是一种无网格边界配点法.该方法引入源点强度因子的概念从而避免了基本解的源点奇异性,具有数学简单、编程容易、精度高等优点.将该方法用于瞬态热传导问题的数值模拟,运用MATLAB实现该问题的数值研究,并创建相应的MATLAB工具箱.针对二维和三维瞬态热传导问题,进行了基于反插值技术和经验公式的奇异边界法MATLAB算例实现.针对支撑圆坯低温瞬态温度场的模拟结果表明,瞬态热传导奇异边界法的MATLAB工具箱具有简单、方便、精确可靠的优点.研究成果有助于发展瞬态热传导的奇异边界法,并为瞬态热传导问题的数值分析和仿真提供了一种简单高效的模拟工具.     

求解平面双调和方程边界元法的误差分析

边界元法是求解数学物理方程的一种新的数值计算方法。它与有限元法及有限差分法比较,有很多优点。边界无法特别适合干求解无限域的问题,对干这类问题,有限元法与有限差分法将遇到许多困难。边界元法使处理问题的维数降低一维,即三维问题变成二维问题来处理,二维问题变成一维问题来处理,从而解算一个问题所需要的方程少,求解工作大为简化。边界元法的误差限制在边界上,数值精度一般高干有限元法。 边界元法已逐渐应用于力学和工程科学,但理论上的误差分析较少。在文[1]中,祝家麟给出了求解平面双调和方程的边界元法及其数值实验结果,但没有做误差分析。本     

一类非线性传输问题的区域分解方法（英文）

针对一类非线性传输问题提出了有限元与边界元的耦合方法并设计了基于耦合法的区域分解算法.该算法避免了求解边界积分方程,从而计算量大大减少.算法的收敛性分析和数值算例验证了该算法的合理和有效性.     

利用边界元法求解一类重调和方程

边界元法(BEM)和多重互易法(MRM)相结合求解一类重调和方程.通过重调和基本解序列给出的MRM-方法和BEM, 推导出该类问题的MRM-边界变分方程, 用边界元法求解该变分方程, 从而得到重调和方程的近似解, 并给出了解的存在唯一性证明.通过数值算例说明了MRM-方法具有收敛速度快、计算精度高, 易编程等优点, 为使用边界元法数值求解重调和方程提供了方法和理论依据.适合于工程中的实际运算.     

无界区域Stokes 问题非重叠型区域分解算法及其收敛性

本文研究无界区域Stokes方程外问题的利用有限元法和自然边界归化的非蕈叠型区域分解算法,此方法对无界区域Stokes问题非常有效.给出连续和离散情形的D-N算法及其收敛性分析,得到算法收敛的充要条件及充分条件,并得到最优的松弛因子和压缩因子,最后给出数值算例予以验证.     

L~1空间中第二类Fredholm积分方程数值解法探究

在L¹空间中对第二类Fredholm积分方程提出了一种求其数值解的算法,证明了算法的收敛性,并给出相应的误差估计.数值算例进一步验证了算法的合理性.     

关于L~1空间中Fredholm积分方程数值解的误差估计

将Fredholm积分方程的算法推广到更一般的情形,且证明其收敛性,并给出这种更精确算法的误差估计.数值算例进一步验证了算法的合理性.     

平面Laplace方程的边界元方法

本文对平面Laplace方程给出一种边界元算法,讨论了它的计算并给出了数值算例,最后证明了边界元解的收敛性及超收敛性。由误差估计式还看出,近似解及其微商在最大模意义下具有同阶精度,这是边界元法相对于有限元法的另一优点。     

基于Hat函数的配置法解多维分数阶Fredholm积分方程

配置法是数值计算中常用的直接算法,具有数值稳定性好和计算精度高的优点.采用以hat函数为基底的配置法求解多维分数阶Fredholm积分方程.首先结合hat函数的性质,通过以hat函数为基底建立的配置法将分数阶积分方程转化为代数方程进行求解.然后在投影算子理论的框架下,建立了方程的收敛性理论并给出了误差分析.最后利用数值算例通过与其他数值方法相比较,验证了算法的高精度和高效率.     

边界节点法计算二维瞬态热传导问题

采用边界节点法(BKM)结合双重互易法(DRM)求解二维瞬态热传导问题.采用差分格式处理时间变量,可将原瞬态热传导方程转化为一系列非齐次修正的Helmholtz方程.随后,方程的解可分为特解和齐次解两部分计算,引入双重互易法在区域内部配点求解方程的特解,采用边界节点法仅需边界配点求解方程的齐次解.给出的数值算例显示该方法计算精度高,适用性好,具有很好的稳定性和收敛性,适合求解瞬态热传导问题.     

一类四阶微积分方程的Legendre-Galerkin谱逼近

针对研究吊桥模型而建立的四阶微积分方程, 提出Legendre谱逼近法进行求解.构造迭代算法来求解得到的线性系统, 证明了迭代格式的收敛性, 对问题进行了误差分析.数值算例验证了迭代的收敛性和方法的高精度.     

混合边界条件下的三维定常 旋转Navier-Stokes方程的原始变量有限元计算

本文利用原始变量有限元法求解混合边界条件下的三维定常旋转Navier-Stokes方程,证明了离散问题解的存在唯一性,得到了有限元解的最优误差估计.给出了求解原始变量有限元逼近解的简单迭代算法,并证明了算法的收敛性.针对三维情况下计算资源的限制,采用压缩的行存储格式存储刚度矩阵的非零元素,并利用不完全的LU分解作预处理的GMRES方法求解线性方程组.最后分析了简单迭代和牛顿迭代的优劣对比,数值算例表明在同样精度下简单迭代更节约计算时间.     

基于Burton-Miller边界积分方程的二维声学波动问题对角形式快速多极子边界元及其应用

论述了二维声学问题的快速多极子边界元（FMBEM）方程及实现步骤．概述了核函数展开理论,并对FMBEM的4个重要组成部分:源点矩计算、源点矩转移、源点矩至本地展开转移、本地展开转移进行了详细的描述．提出了一种有利于四叉树建立的数据结构．推导了一种比直接数值计算更精确、稳定和高效的解析源点矩计算公式．数值算例验证了FMBEM的正确性和高效性．最后,使用FMBEM对轨道二维声学辐射模型进行了模拟计算．     

基于Legrndre小波的第一类Fredholm积分方程的数值解法研究

提出利用Legendre小波函数去获得第一类Fredholm积分方程的数值解,函数定义在区间[0,1)上,然后结合Garlerkin方法将原问题转化为线性代数方程组.而且还对算法的收敛性和误差进行了分析,最后通过两个数值算例验证了所提算法的可行性及有效性.     

一维非线性Schrödinger 方程的两个无条件收敛的守恒紧致差分格式

本文对一维非线性 Schrödinger 方程给出两个紧致差分格式, 运用能量方法和两个新的分析技 巧证明格式关于离散质量和离散能量守恒, 而且在最大模意义下无条件收敛. 对非线性紧格式构造了 一个新的迭代算法, 证明了算法的收敛性, 并在此基础上给出一个新的线性化紧格式. 数值算例验证 了理论分析的正确性, 并通过外推进一步提高了数值解的精度.     

格子Boltzmann方法解扩散方程的复杂边界条件研究

对格子Boltzmann方法求解含第三类边界条件的扩散方程进行了理论和数值研究,构造了一种新的基于bounce-back的边界处理数值格式,用来处理复杂边界问题.借助渐近分析,证明了新方法的数值相容性.用数值算例从不同角度分析了算法的精度和稳定性等,与已有算法相比,新方法在精度、稳定性和效率方面均有较大提高.最后通过一个复杂边界反应扩散的示例演示了新方法应用于复杂多孔介质内多物理化学输运模拟的可行性和有效性.     

周期振荡系数热传导方程的并行多尺度有限元算法

基于复合材料中具有周期震荡系数的热传导问题的并行多尺度有限元算法,通过构造边界层证明了有界多边形凸区域上的频域方程的多尺度截断误差估计;推导了算法过程中的累积有限元误差;结合逆积分变换给出了整个算法的误差估计.通过三维数值算例验证了算法的正确性与有效性.     

谱元法求解Helmholtz方程透射特征值问题

研究了Helmholtz方程透射特征值问题,提出一种Chebyshev谱元法求解,该方法兼具了有限元法处理边界及区域的灵活性和谱方法的快速收敛特性.运用加权余量原理,得到了Chebyshev谱元法用于透射特征值问题的基本理论以及数学公式,将原问题转化为二次特征值问题.最后通过数值实验算例验证了Chebyshev谱元法的有效性.     

椭圆型方程的重叠型区域分裂混合元方法

本文研究椭圆型方程的重叠型区域分解混合元方法，对第一边值和第二边值问题，分别给出了离散形式的区域分解混合元格式；证明了区域分裂格式解的存在唯一性和算法的收敛性，并给出数值算例．