Klein-Gordon-Schr(o)dinger方程的辛Fourier拟谱格式

主要讨论Klein-Gordon-Sehrodinger方程的Fourier拟谱辛格式,包括中点公式和Stormer/Vedet格式.首先构造一个哈密尔顿方程,针对此哈密尔顿方程,在空间方向用Fourier拟谱离散得到一个有限维的哈密尔顿系统,对此有限维系统在时间方向用St(o)rmer/Verlet方法离散得到KGS...     

一维Gross-Pitaevskii方程的高阶紧致分裂步多辛格式

首先把一维Gross-Pitaevskli方程改写成多辛Hamiltonian系统的形式,把形式通过分裂变成2个子哈密尔顿系统.然后,对这些子系统用辛或者多辛算法进行离散.通过对子系统数值算法的不同组合方式,得到不同精度的具有多辛算法特征数值格式.这些格式不仅具有多辛格式、分裂步方法和高阶紧致格式的特征,而且是质量守恒的.数值实验验证了新格式的数值行为.     

SRLW方程的多辛Fourier谱格式及其守恒律

通过引进正则动量，将对称正则长波方程（简称SRLW方程）转化成多辛形式的方程组，它具有多辛守恒律；介绍了空间方向满足周期边界条件的函数的Fourier谱方法；对SRLW方程的多辛方程组在空间方向利用Fourer谱方法，时间方向上应用Euler中点格式离散，得到其多辛Fourier拟谱格式；证明此格式的一些离散守恒律．用此格式模拟了SRLW方程的单个孤立波，还模拟了多个孤立波的追赶、碰撞和分离过程．     

高阶Schr(o)dinger方程的高精度辛格式

提出由第三类生成函数法构造高阶Schroedinger方程δu/δt=i(-1)^nδ^2mu/δx^2m的高精度辛格式．首先，给出它的典则Hamilton方程组；然后，成功地克服了本质上是困难的高阶变分导数的计算，并利用第三类生成函数法得到在时间方向具有任意阶精度的半离散方程，进而得到原始方程相关的修正方程的离散形式，最后得到各种精度的辛格式．数值结果表明该格式是有效的，具有高精度及良好的长时间数值行为等特性．     

基于多步高阶差分格式求解时域Maxwell方程

提出基于无穷维哈密尔顿系统及分裂算子理论的多步高阶差分格式,求解时域Maxwell方程.在时间方向上,针对Maxwell方程采用不同阶数的辛算法进行差分离散;在空间方向上,采用四阶差分格式进行差分离散.探讨多步高阶差分格式的稳定性及数值色散性,最后给出数值计算结果.结果表明,五级四阶格式为最有效的多步高阶差分格式,具有高精度、占用较少的计算机资源等优点,适用于长时间的数值模拟.     

高阶Schrdinger方程的高精度辛格式

提出由第三类生成函数法构造高阶Schr dinger方程ut=i(-1)m2mux2m的高精度辛格式.首先,给出它的典则Hamilton方程组;然后,成功地克服了本质上是困难的高阶变分导数的计算,并利用第三类生成函数法得到在时间方向具有任意阶精度的半离散方程,进而得到原始方程相关的修正方程的离散形式,最后得到各种精度的辛格式.数值结果表明该格式是有效的,具有高精度及良好的长时间数值行为等特性.     

扩散方程的有限方向差分方法

研究二维散乱点集上数值求解非线性扩散方程的有限方向差分方法。利用五个邻点信息构造具有最小模板的离散格式,并且离散系数具有显式表达式。另外,利用五点公式获得了间断问题物质界面的离散格式,该格式对界面流的计算具有近似二阶精度。不同计算区域及不同类型的离散点集上的计算结果验证了方法的有效性。     

广义非线性Schrdinger方程的多辛格式与模方守恒律

通过正则变换,构造出广义非线性Schr(o)dinger方程的多辛方程组.对此多辛方程组,导出了一个新的模方守恒多辛格式.数值实验结果表明,多辛格式具有长时间的数值行为,且在保持模方守恒律方面优于蛙跳格式和辛欧拉中点格式.     

Richtmyer-Meshkov不稳定性强化混合参变机理

在不同参数条件下, 计算分析了H₂O和N₂等混合物界面上激波诱导Richtmyer-Meshkov(R-M)不稳定性过程.采用有限差分方法数值求解了二维可压缩Navier-Stokes方程, 对流项以5阶特征紧致-WENO混合格式离散, 输运项以6阶对称紧致格式离散, 时间方向以3阶显式Runge-Kutta方法推进.研究表明, 界面振幅和激波强度增大, 均可增强界面附近涡量场, 强化混合.      

带三次非线性项的四阶Schrdinger方程的分裂多辛算法(英文)

对一类带三次非线性项的四阶Schrdinger方程提出分裂多辛格式。其基本思想是将多辛算法和分裂方法相结合,既具有多辛格式固有的保多辛几何结构的特性,又发挥了分裂方法在计算上灵活高效的特点。数值实验结果表明,分裂多辛格式比其它传统的多辛格式更节约计算时间和计算机的内存,从而更加优越.     

MKdV方程的拟小波解

用拟小波方法求MKdV方程的数值解-先用拟小波离散格式离散空间导数，然后用四阶Runge-Kutta方法离散时间导数,对一个有精确解的实例ut+6u2ux+uxxx=0进行了数值计算-拟小波解与解析解完全重合，t=10000s时，二者也没有偏差- 关键词： MKdV方程 拟小波方法 孤子解     

广义Zakharov-Kuznetsov方程的多辛Preissmann格式

广义Zakharov-Kuznetsov 方程作为一类重要的非线性方程有着许广泛的应 用前景,基于Hamilton 空间体系的多辛理论研究了广义Zakharov-Kuznetsov方程的数值 解法,讨论了利用Preissmann 方法构造离散多辛格式的途径, 并构造了一种典型的半隐 式的多辛格式, 该格式满足多辛守恒律、局部能量守恒律. 数值算例结果表明该多辛离 散格式具有较好的长时间数值稳定性.     

非线性Schrdinger方程的直接间断Galerkin方法

讨论一维和二维非线性Schrdinger(NLS)方程的数值求解.基于扩散广义黎曼问题的数值流量,构造一种直接间断Galerkin方法(DDG)求解非线性Schrdinger方程.证明该方法L2稳定性,并说明DDG格式是一种守恒的数值格式.对一维NLS方程的计算表明,DDG格式能够模拟各种孤立子形态,而且可以保持长时间的高精度.二维NLS方程的数值结果显示该方法的高精度和捕捉大梯度的能力.     

广义Zakharov-Kuznetsov方程的多辛Preissmann格式

广义Zakharov-Kuznetsov方程作为一类重要的非线性方程有着许多广泛的应用前景,基于Hamilton空间体系的多辛理论研究了广义Zakharov-Kuznetsov方程的数值解法,讨论了利用Preissmann方法构造离散多辛格式的途径,并构造了一种典型的半隐式的多辛格式,该格式满足多辛守恒律、局部能量守恒律.数值算例结果表明该多辛离散格式具有较好的长时间数值稳定性.     

三能级冷原子介质中多个光孤子的相互作用

冷原子介质中的光孤子在电磁感应透明(EIT)的作用下表现出很多奇异的特性,对描述这些特性的理论模型的研究在光信号处理和传输方面具有重要的意义. 描述三能级冷原子EIT介质中空间孤立子演化的二维饱和非线性薛定谔方程被转化成辛结构的Hamilton系统, 利用辛几何算法离散Hamilton系统得到了相应离散的辛格式,并且利用辛格式数值模拟了三能级冷原子EIT介质中在相同振辐不同相位的两个、四个光孤子的相互作用行为. 数值实验结果表明: 冷原子介质中多个光孤子的相互作用行为不但与入射高斯光束的相位有关,还和入射高斯光束的方向有关. 入射的高斯光束能在冷原子介质中形成稳定的孤立子.     

扩散方程的有限方向差分方法（英文）

研究二维散乱点集上数值求解非线性扩散方程的有限方向差分方法。利用五个邻点信息构造具有最小模板的离散格式,并且离散系数具有显式表达式。另外,利用五点公式获得了间断问题物质界面的离散格式,该格式对界面流的计算具有近似二阶精度。不同计算区域及不同类型的离散点集上的计算结果验证了方法的有效性。     

Fourier拟谱配点方法对第一类边界积分方程的应用

本文用Fourier拟谱配点方法求解有广泛应用的以对数核为主部的第一类边界积分方程,文中通过对积分算子的象征作拟谱插值来建立近似方程,利用快速Fourier变换将计算切换到频率空间进行。本文计算结果表明,用上述拟谱配点方法计算的数值精度较Galerkin配点法更为满意。     

二维可压缩流体力学Lagrange有限点方法

提出二维可压缩流体力学问题的拉格朗日有限点方法,将求解区域离散为适当的点集.在每个时间步,每个离散点与其周围适当的五个邻点组成一个基本计算单元.在每个计算单元上,利用有限点方法中的典型微分算子的五点近似公式直接离散流体力学方程中的微分算子,并在每个方程中加上一个人为拉普拉斯粘性项,达到稳定格式的目的.给出时间步长的自动选取算法.数值算例结果验证了算法的有效性,初步展示了其计算大变形流体问题的良好发展潜力.     

双曲型守恒律的一种五阶半离散中心迎风格式

给出一种求解双曲型守恒律的五阶半离散中心迎风格式.对一维问题,该格式以五阶中心WENO重构为基础;对二维问题,用逐维计算的方法将五阶中心WENO重构进行推广.时间方向的离散采用Runge-Kutta方法.格式保持了中心差分格式简单的优点,即不用求解Riemann问题,避免进行特征分解.用该格式对一维和二维Euler方程进行数值试验,结果表明该格式是高精度、高分辨率的.     

一种基于特征理论模拟凝聚炸药爆轰的单元中心型Lagrange方法

提出一种数值模拟凝聚炸药爆轰问题的单元中心型Lagrange方法.利用有限体积离散爆轰反应流动方程组,基于双曲型偏微分方程组的特征理论获得离散网格节点的速度与压力,获得的网格节点速度与压力用于更新网格节点位置以及计算网格单元边的数值通量.以这种方式获得的网格节点解是一种"真正多维"的理论解,是一维Godunov格式在二维Riemann问题的推广.有限体积离散得到的爆轰反应流动的半离散系统使用一种显-隐Runge-Kutta格式来离散求解：显式格式处理对流项,隐式格式处理化学反应刚性源项.算例表明,提出的单元中心型Lagrange方法能够较好地模拟凝聚炸药的爆轰反应流动.