对流-扩散问题的Galerkin部分迎风有限元方法

时(其中h表示典型的网格尺寸),将会出现数值解的伪振荡.为了克服这种数值不稳定性,人们提出了多种解决途径,例如采用迎风型的差分格式.Zienkiewicz等人首先提出用Petrov-Galerkin有限元法求解对流-扩散问题.他们通过分别选择解空间和检验函数空间,克服了数值不稳定性.但这类方法由于解空间和检验函数空间的基函数比较     

新的投影混合稳定化方法在抛物问题中的应用

针对抛物问题提出一种新的投影混合稳定化方法.该方法基于等阶的混合有限元,相比通常的局部投影稳定化方法,增加了新的投影稳定项及压力跳跃项,有效地克服了等阶有限元不满足inf-sup条件而导致的解的不稳定性,也保证了该方法不仅对连续的压力空间适用,且对不连续的压力空间亦适用.本文证明了该方法的稳定性,并给出了误差估计.最后,数值算例验证了该方法的理论分析及有效性.     

半直线上三阶方程的Legendre-Laguerre耦合谱元法

针对建立在半直线上的三阶微分方程,提出Legendre-Laguerre耦合谱元法.通过构造满足试探函数空间和检验函数空间的基函数,分解得到的线性系统的系数矩阵是稀疏的,可以有效地进行求解.数值例子验证了方法的有效性和高精度.     

Sine-Gordon方程的混合有限体积元方法及数值模拟

研究了在Dirichlet边界条件和Neumann边界条件下一维sine-Gordon方程的混合有限体积元方法.通过引入将试探函数空间映射到检验函数空间的迁移算子γh,结合混合有限元方法和有限体积元方法,构造了半离散格式,时间显式和隐式全离散混合有限体积元格式.给出了显格式离散解的稳定性分析,并得到了三种格式的最优阶误差估计.最后,给出数值算例来验证理论分析结果和数值格式的有效性.     

一类散度形式椭圆型方程很弱解的唯一性

运用Hodge分解方法,选择适当的检验函数,证明了一类散度形式椭圆型偏微分方程在grand Sobolev空间很弱解的唯一性.     

解Poisson方程的基于应力佳点的双二次元有限体积法

本文提出了求解Poisson方程的一种新的双二次元有限体积法.新方法与通常的双二次元有限体积法作对偶剖分的方式不同,其主要特点是取应力佳点(Gauss点)作为对偶单元的节点,试探函数空间取双二次有限元空间,检验函数空间取相应于对偶剖分的分片常数函数空间.证明了新方法具有最优的H~1模和L~2模误差估计,讨论了在应力佳点数值梯度的超收敛性估计,并通过数值实验验证了理论分析的结果.     

椭圆型方程的广义差分法（二次元）

在文[1]中,李荣华综合了有限元法和差分法的优点,提出了广义差分法,它既保持了差分法的计算简单性,文具有有限元法的精确性,文[2]把广义差分法推广到平面域上二阶椭圆偏微分方程的边值问题,在试探函数空间为分片一次元,检验函数空间为分片常数的情形下得到与线性有限元相同的收敛阶,本文以Poisson方程为模型,取试探函数为分片二次元,检验函数为分片常数,导出了一种二次元的广义差分法,给出最佳收敛阶估计,并做出数值实验。     

二维Cahn-Hilliard方程半隐的预估-校正谱逼近(英文)

针对二维Cahn-Hilliard方程的初边值问题提出了一个便于计算的、半隐的预估-校正谱格式.通过引入两个三线性泛函,克服了非线性项所带来的困难,并用能量方法严格证明了数值解在时间方向具有二阶精度,而在空间方向具有谱精度.     

瞬态Navier-Stokes方程的一种新的全离散粘性稳定化方法

基于压力投影和梯形外推公式,对速度/压力空间采用等阶多项式逼近,针对高Rteynoldslt数下的瞬态Navier-stokes方程提出了一种新的全离散粘性稳定化方法.该方法不仅绕开了inf-sup条件的限制,克服了高Reynolds数下对流占优造成的不稳定性,而且在每一时间步上,只需要进行线性计算,从而减少了计算量.给出了稳定性证明,并得出了与粘性系数一致的误差估计.理论和数值结果表明该方法具有二阶精度.     

一类拟线性椭圆方程的很弱解的唯一性

利用以极大函数表示的有关Sobolev函数的逐点不等式来构造全局的Lipschitz型检验函数,得到了在一定条件下,拟线性椭圆方程-divA(x, u, Du) = f(x)在grand sobolev空间W0θ,p)(Ω)中的很弱解是唯一的.     

解两点边值问题的一类修改的三次有限体积元法

构造了求解两点边值问题的一类修改的Lagrange型三次有限体积元法.试探函数空间取以四次Lobatto多项式的零点作为插值节点的Lagrange型三次有限元空间.将插值多项式的导数超收敛点(应力佳点)作为对偶单元的节点,检验函数空间取相应于对偶剖分的分片常数函数空间.证明了新方法具有最优的H1模和L2模收敛阶,讨论了在应力佳点导数的超收敛性,并通过数值实验验证了理论分析结果.     

空间分数阶Schr?dinger方程调制不稳定性的数值研究

调制不稳定性在数学和物理等学科中应用十分广泛.本文主要通过分裂谱方法对空间分数阶薛定谔方程进行数值计算,并根据Benjamin-Feir-Lighthill准则推导了非线性薛定谔方程的调制不稳定条件.文中分别研究了空间分数阶薛定谔方程在不同初值条件下的不稳定行为,并与整数阶薛定谔方程的不稳定性行为作比较,通过数值比较分析,发现整数阶薛定谔方程的这种不稳定行为对于空间分数阶薛定谔方程同样存在.     

一类耦合方程的单孤子解

利用检验函数定义弱解的方法来求解含有任意常数k1,k2的目标方程的单孤子解.给出了目标方程的单孤子解与任意常数k1,k2的关系.     

基于时空最优低维动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法（英文）

按照周培源教授关于研究湍流数值模拟建模时必须分析和求解脉动速度场的思想,该研究基于第一性原理,系统地建立了基于时空低维最优动力系统的多尺度可压缩湍流数值模拟方法(LMS方法),并将其应用于多次冲击Richtmyer-Meshkov问题的数值模拟中,首次得到了可压缩湍流的中尺度流场和不同于DNS近似解的湍流近似解.数值结果表明,LMS方法可以用较少的网格获得更精确的湍流近似解.首先解决了研究中遇到的几个问题,为LMS方法的构建铺平了道路.这些问题是:基于湍流的物理特性,提出了湍流大、中、小尺度分解的新概念;找到了box滤波空间相关性的计算方法;指出了湍流建模理论中长期存在的逻辑错误,提出了多尺度湍流模型的概念;讨论了湍流封闭问题的本质和关键,给出了克服湍流封闭问题的数值方法.采用box滤波方法/空间网格平均方法且在大尺度网格的意义下,LMS方法的本质是一种将RANS、LES、DES和DNS等湍流数值模拟方法统一的全新湍流数值模拟方法.需要指出的是,LMS方法也可以作为湍流模型研究的辅助工具,以检验SGS尺度方程/脉动方程中各项所对应的湍流模型是否正确.     

Kumaraswamy分布的经验Bayes检验

主要对Kumaraswamy分布分别在绝对值损失和加权平方损失下利用核估计构造了参数相应的经验Bayes(EB)单侧检验函数,在适当的条件下证明了所提出的EB检验函数是渐近最优的,并获得了EB检验函数的收敛速度.     

计算空气动力学中一个新的激波捕捉法——耗散比拟法

在空气动力学方程的求解时,改进在激波附近数值解的分辨率是一重要研究课题.通常,人们通过差分方程的微分近似来研究差分格式的特性.本文通过启示性的分析方法讨论了在激波附近数值解的行为,分析了在一些格式的数值解中产生振荡的原因.参照差分方程的第一微分近似,定义了耗散比拟系数,构造了耗散比拟方程,给出了克服数值振荡的新方法.耗散比拟法不单启示了在激波附近数值解中产生振荡的原因,还预示了克服的办法.文中给出了四种改造耗散类比系数的方法.与流行的高分辨率格式相比,新发展的方法简单、直观、计算量小和有较强的激波捕捉能力.     

三阶微分方程边值问题的高效数值算法

基于再生核空间法提出了一个高效的数值算法来解决三阶微分方程的边值问题.利用再生性以及正交基的构造,得到了模型精确解的级数表示形式,并通过截断级数获得了其近似解.通过数值算例说明了此方法的有效性.     

非线性抛物型方程组的二次有限体积元方法及其误差估计

讨论基于三角形网格的二维非线性抛物型方程组的有限体积元方法,其中试探函数空间为二次Lagrange元,检验函数空间为分片常数函数空间,对问题的全离散格式证明了最优的能量模误差估计。最后给出一个相关数值算例以验证格式的有效性。     

耦合有限元空间上Poisson方程的广义差分法

本文讨论了耦合有限元空间上Poisson方程的一种广义差分法 ,试探函数空间为耦合的有限元空间 ,检验函数空间为与对偶单元相对应的分片常数空间 ,并给出了误差估计 .     

两类Chemotaxis模型解的性质

本文讨论了抛物-双曲和抛物-常微两个Chemotaxis模型初边值问题解的性质.利用形式级数展开的方法，得到全局解在微小扰动下，导致解在有限时间内爆破，并对爆破时间进行了估计.因此说明了这种模型空间齐性解的不稳定性。