高阶广义KDV方程和KP方程的数值解法

采用一种线性隐格式来解3-阶和5-阶的广义Korteweg-De Vries(KDV)方程,对这种方法做一推广,就能应用到它的二维形式广义Kadomtsew-Petviashvili(KP)方程．这种方法是无条件稳定的,且是无损耗的．数值实验描述了一个线性孤波运动的情形以及两个孤波交互的情形,从结果来看,它们满足孤立子解的两个守恒-动量守恒和能量守恒．     

解Burgers方程的一种显式稳定性方法

拟线性Burgers方程在空间离散后转化成常微分方程,再用指数积分方法求解．数值结果表明指数积分法有显式稳定性,有相应Runge-Kutta方法相同的精度．     

多辛Dirac方程的高阶整体保能量格式

基于四阶平均向量场方法和拟谱方法构造了Dirac方程的高阶整体保能量格式，利用构造的高阶整体保能量格式数值模拟方程孤立波的演化行为.数值模拟结果表明构造的高阶整体保能量格式可以很好地模拟Dirac方程孤立波的演化行为，并且可以精确地保持方程的整体能量守恒特性.     

一种适用于非均匀地形的高阶Boussinesq水波模型

推导了适用于变地形情况的高阶Boussinesq波浪模型．该模型采用自由表面边界条件作为时间步进方程,利用势函数满足的Laplace方程的解析解形式建立了自由表面边界速度和底面边界速度之间的关系,使得问题封闭．以0.5倍相对水深处的速度为基本未知量,在对Laplace方程解析解进行级数求逆时保留水深梯度的高阶项,改进了速度场的Taylor展开式．对于线性特性,进行了线性浅化和Booij反射的验证性计算．为了检验有背景流动情况下拓展的Boussinesq模型的性态,对波-流相互作用问题进行了数值模拟．数值计算结果与现有理论解或其他完全势流的数值解吻合良好,表明该模型的应用范围可以扩展到含有非均匀变化地形的问题．     

非传播孤立波及其相互作用的数值模拟

通过数值求解由Miles导出的目前公认的的非传播孤立波的控制方程——一个带复共轭项的非线性立方SchrLdinger方程,对非传播孤立波进行研究。讨论了Miles方程中的线性阻尼系数α的值,计算表明,线性阻尼α对形成稳定的非传播孤立波影响很大,Laedke等人关于非传播孤立波的稳定性条件只是一个必要条件,而不是充分条件。模拟了两个非传播孤立波的相互作用,数值模拟表明,两个波的作用模式依赖于系统的参数,对不同的初始扰动及其演化的计算表明,只有适当的初始扰动才能形成单个稳定的非传播孤立波,否则扰动可能消失或发展成多个孤立波。     

某类拟线性Burger型方程的波前解的稳定性

本文研究了一些拟线性Burgers型方程的波前解的存在性、稳定性，利用谱分析的方法，证明了光滑波前解在某些加权空间中的渐近稳定性。     

拟线性波方程的边值问题

考虑具耗散 边界的拟线性 波方程边值问题 ,在一些合理假 设下,证明了经典 解的整体存在 性     

一般区域上在边界退化的拟线性抛物方程的第—初边值问题

对有界域上拟线性抛物方程第一初边值问题，二阶退化拟线性抛物方程初边值问题已有丰富的成果，可见［１］，［２］，［３］，但对任意域上方程的工作则不多见．在此文中，我们讨论任意区域上在边界退化的拟线性抛物方程初边值问题的存在性．     

三维拟线性波方程的小初值光滑解

对三维小初值拟线性波方程3∑(i,j=0)g~(ij)(u)■_(ij)u=0,H.Lindblad证明了它有整体光滑解.本文考虑如下带有小初值的拟线性波方程3∑(i,j=0)g~(ij)(u)■_(ij)u=(■u)~3,通过得到低阶导数的衰减估计和高阶导数的能量估计,由连续论证法证明了这个方程也存在整体光滑解.     

流体流过下凹地形的共振流动

本文讨论流体流过下凹地形时共振产生非线性毛细重力波.采用摄动方法,导出了一个具负强迫力的KdV方程.采用拟谱方法,对所得方程进行了数值分析,给出了在超临界,亚临界以及精确共振情形的数值结果.     

Numerical Analysis of the Boundary-Value Problem for a Nonlinear Korteweg–De Vries–Burgers Equation

The paper presents the results of a numerical analysis of the boundary-value problem for a nonlinear Korteweg–de Vries–Burgers equation with two small parameters at the high-order derivatives. An approximation of higher order of accuracy is used to construct an iterative difference spline scheme and to obtain a numerical solution of the third-order equation subject to certain relationships between the two small parameters and the space and time increments. The behavior of the solution of the boundary-value problem is investigated for various parameters at the second and third derivative and for various time and space increments of the difference grid. The interaction of the solution of the degenerate problem (without the third derivative) with the solution of the equation containing two small parameters is investigated numerically.     

一类非线性离散系统的指数二分性及其在数值分析和计算中的应用

本文中我们考虑一类二阶非线性常微分方程的边值问题的迎风差分格式.我们运用奇异摄动方法构造了该迎风差分方程解的渐近近似,并利用指数二分性理论证明了有一个低阶方程其解是该迎风方程式的在边界外的一个良好近似.我们还构造了校正项,使校正项与低阶方程的解之和是一个渐近近似.最后一些数值例子用于显示本文方法的应用.     

An approximation of stochastic hyperbolic equations: case with Wiener process

In the present paper, the two‐step difference scheme for the Cauchy problem for the stochastic hyperbolic equation is presented. The convergence estimate for the solution of the difference scheme is established. In applications, the convergence estimates for the solution of difference schemes for the numerical solution of four problems for hyperbolic equations are obtained. The theoretical statements for the solution of this difference scheme are supported by the results of the numerical experiment. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

带对流项的渗流型方程的显格式

１．引言　假设有一种不可压流体在一均匀的、各向同性的刚性多孔柱形介质中流动,流动沿着与水平方向成ａ角进行,则可用下述方程描述其中λ＝ｓｉｎα,ｕ表示介质的含湿度．λ＝０,即表示沿水平方向流动,它和λ≠０的情形分别称为无对流项和有对流项的渗流方程．它们可分别写成下面一般的形式：　渗流型方程是退化抛物型方程,由于它可有退化点（使二阶导数项系数为零的点）,它与正规抛物型方程有很大区别．正规抛物型方程有充分光滑的古典解,渗流方程则不然．即使初值充分光滑,也不能保证渗流方程有光滑的解．实际上,渗流方程可有…     

关于广义KPP方程的数值解

广义KPP(Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov)方程是一个积分微分方程.为了要研究其数值解,我们首先将该方程转化为一个非线性双曲型方程,然后构造了一个线性化的差分格式,得到了差分格式解的存在唯一性,利用能量不等式证明了差分格式二阶收敛性和关于初值的无条件稳定性,数值结果验证了本文提出的方法.     

二维非饱和水流的全离散广义差分格式分析及其数值模拟

建立二维非饱和水流问题的全离散广义差分格式,讨论了全离散广义差分解的存在唯一性,并给出最优误差估计的证明．最后给出数值算例,验证方法的有效性.     

Numerical solutions of Burgers–Huxley equation by exact finite difference and NSFD schemes

In this paper, numerical solution of the Burgers–Huxley (BH) equation is presented based on the nonstandard finite difference (NSFD) scheme. At first, two exact finite difference schemes for BH equation obtained. Moreover an NSFD scheme is presented for this equation. The positivity, boundedness and local truncation error of the scheme are discussed. Finally, the numerical results of the proposed method with those of some available methods compared.     

A Crank-Nicolson scheme for the Landau-Lifshitz equation without damping

An accurate and efficient numerical approach, based on a finite difference method with Crank-Nicolson time stepping, is proposed for the Landau-Lifshitz equation without damping. The phenomenological Landau-Lifshitz equation describes the dynamics of ferromagnetism. The Crank-Nicolson method is very popular in the numerical schemes for parabolic equations since it is second-order accurate in time. Although widely used, the method does not always produce accurate results when it is applied to the Landau-Lifshitz equation. The objective of this article is to enumerate the problems and then to propose an accurate and robust numerical solution algorithm. A discrete scheme and a numerical solution algorithm for the Landau-Lifshitz equation are described. A nonlinear multigrid method is used for handling the nonlinearities of the resulting discrete system of equations at each time step. We show numerically that the proposed scheme has a second-order convergence in space and time.     

随机Cahn-Hilliard方程的一种差分逼近

Stochastic Cahn-Hilliard equation is an equation of the field theory for solving the Non-equilibrium dynamics problem in a weak state and is a case of nonlinear Langevin equation.In this paper,using the ackward difference method(BDM),a numerical solution of the stochastic C-H equation is proposed and using the Ito formula,probability and the martingale theory,the convergence of the numerical process is proved in the meaning of mean square.     

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.