空气污染方程的全离散化混合元格式

本文研究空气污染方程,导出其全离散化的混合元格式,证明该格式的全离散化混合元解的存在性和收敛性(误差估计).     

二维土壤溶质输运问题的CN有限元法

首先给出二维土壤溶质输运问题时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN有限元格式,并给出CN有限元解的误差分析,最后用数值例子验证全离散化CN有限元格式的优越性.这种方法提高了时间离散的精度,并极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.而且方法绕开对空间变量半离散化有限元格式的讨论,使得理论研究更简便.     

关于对流方程的离散化问题

本讨论了用矩形同格离散化肘流方程的一般方法,若格式含有N个同点,则其最高阶格式为N-2阶。同时构造了一些新的高精度差分格式．     

非饱和土壤水流问题的CN有限元格式

首先给出二维非饱和土壤水流问题基于Crank-Nicolson(CN)方法的具有时间二阶精度的半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN有限元格式,并给出误差估计,最后用数值例子说明全离散化CN有限元格式的优越性.这种方法可以绕开关于空间变量的半离散化格式的讨论,提高时间离散的精度,极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.     

非饱和土壤水流方程的CN广义差分法

首先给出二维非饱和土壤水流方程时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN广义差分格式,并给出误差分析,最后用数值例子验证全离散化CN广义差分格式的优越性.这种方法能提高时间离散的精度,极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.而且该方法可以绕开对空间变量的半离散化广义差分格式的讨论,使得理论研究更简便.     

一维Allen-Cahn方程紧差分格式的离散最大化原则和能量稳定性研究

本文主要研究相场模拟中的Allen-Cahn模型,考虑一维Allen-Cahn方程紧差分方法的数值逼近.建立具有O(τ2+h4)精度的全离散紧差分格式,证明在合理的步长比和时间步长的约束下,其数值解满足离散最大化原则,在此基础上,研究了全离散格式的能量稳定性.最后给出数值算例.     

二维土壤溶质输运方程基于POD方法的降阶CN有限元外推算法

首先给出二维土壤溶质输运方程时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式和时间二阶精度的全离散化CN有限元格式及其误差分析.然后利用特征投影分解(proper orthogonal decomposition,简记为POD)方法对二维土壤溶质输运方程的经典CN有限元格式做降阶处理,建立一种具有足够高精度、自由度很少的降阶CN有限元外推格式,并给出这种降阶CN有限元解的误差估计和外推算法的实现.最后用数值例子说明数值结果与理论结果是相吻合的.     

非线性抛物型方程组离散向量解的收敛性

应用离散泛函分析方法证明了非线性抛物型方程组的隐格式离散向量解的收敛性，同时得到微分方程组弱解的存在性．     

浅水方程组的数值方法

构造了浅水方程组的二阶精度的TVD格式。格式由简单的TVD Runge-Kutta型时间离散和有坡度限制的空间对称离散格式组成。数值耗散项用局部棱柱化河道流的特征变量构造。格式的主要优点是能够计算天然河道中浅水方程组的弱解并且构造简单。格式能够求出天然河道或非平底部渠道中的精确静水解。给出了渠道溃坝问题数值解与解析解的比较,验证格式精度高。实际天然河道型梯级水库溃坝的数值实验表明格式稳定,适应性强。     

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.     

包含泥沙冲淤的浅水方程的混合有限元法(Ⅱ)——时间沿特征方向离散的全离散情形

进一步研究由水动力学方程、泥沙输运方程和河床变化方程组成的浅水方程混合有限元法,给出时间沿特征方向离散的一种全离散格式,并证明全离散的水流速度、床底高度、水体厚度、水中泥沙含量的混合有限元解的存在性和收敛性(误差估计)．     

CVD全离散化的混合有限元解的数值模拟

在已有的对CVD化学方程半离散化和全离散化混合有限元解的存在性及其误差分析的基础上,对其全离散化混合有限元解进行了数值模拟,结果进一步表明了混合有限元解的高精度、易于计算的良好性质.     

Staircasing in semidiscrete stabilised inverse linear diffusion algorithms

We consider a semidiscrete model problem for the approximation of stabilised inverse linear diffusion processes. The work is motivated by an important observation on fully discrete schemes concerning the so-called staircasing phenomenon: when sharpening monotone data profiles, fully discrete methods generally introduce stepfunction-type solutions reminiscent of staircases. In this work, we show by an analysis of dynamical systems in corresponding semidiscrete formulations that already the semidiscrete numerical model contains the relevant information on the occurrence of staircasing. Numerical experiments confirm and complement the theoretical results.     

Finite element galerkin solutions for the strongly damped extensible beam equations

Finite element Galerkin solutions for the strongly damped extensible beam equations are considered. The semidiscrete scheme and a fully discrete time Galerkin method are studied and the corresponding stability and error estimates are obtained. Ratios of numerical convergence are given.     

A fifth order semidiscrete mKdV equation

In this paper,aiming to get more insight on the relation between the higher order semidiscrete mKdV equations and higher order mKdV equations,we construct a fifth order semidiscrete mKdV equation from the three known semidiscrete mKdV fluxes.We not only give its Lax pairs,Darboux transformation,explicit solutions and infinitely many conservation laws,but also show that their continuous limits yield the corresponding results for the fifth order mKdV equation.We thus conclude that the fifth order discrete mKdV equation is extremely an useful discrete scheme for the fifth order mKdV equation.     

包含泥沙冲淤的浅水方程的混合有限元法(Ⅰ)——时间连续的情形

研究由水动力方程、 泥沙输运方程和河床变化方程组成的浅水方程的初边值问题, 讨论其广义解和混合有限元解的存在性, 并导出半离散混合有限元解的误差估计, 这些估计是最优阶的．     

非定常Stokes方程的全离散稳定化有限元格式

本文研究二维非定常Stokes方程全离散稳定化有限元方法.首先给出关于时间向后一步Euler半离散格式,然后直接从该时间半离散格式出发,构造基于两局部高斯积分的稳定化全离散有限元格式,其中空间用P_1—P_1元逼近,证明有限元解的误差估计.本文的研究方法使得理论证明变得更加简便,也是处理非定常Stokes方程的一种新的途径.     

非饱和水流问题的混合元法及其数值模拟

1.引 言 均质土壤中的地下水流动可归结为非饱和土壤水的流动,是土壤水未完全充满孔隙时的流动,是多孔介质流体运动的一种重要形式.非饱和流动的预报在大气科学、土壤学、农业     

L-error estimate for the strongly damped extensible beam equations

L²-error estimates for finite-element Galerkin solutions for the strongly damped extensible beam equations are considered. The semidiscrete scheme and a fully discrete Galerkin scheme based on the Crank-Nicolson method are studied using appropriate projections. The corresponding stability analysis and error estimates are obtained.     

Effects of thermophoresis on hydromagnetic mixed convection and mass transfer flow past a vertical permeable plate with variable suction and thermal radiation

The present paper deals with the effect of surface mass transfer on MHD mixed convection flow past a heated vertical flat permeable surface in the presence of thermophoresis, radiative heat flux and heat source/sink. Usual similarity transformations are introduced to obtain similarity solution, using regular perturbation technique. To observe physical insight and interesting aspects of the problem in the presence of thermophoresis, the non-dimensional velocity, temperature and concentration field are numerically studied and displayed graphically for pertinent parameters. It is observed that the thermophoresis has dominant effect on mass transfer mechanism in particle deposition process. The model finds applications in studying particulate deposition on turbine blades, removing small particles from gas streams and determining chemical vapor deposition rate in chemical industries.