带吸收边界条件的声波方程显式差分格式的稳定性分析

１．引言 在进行无界或半无界区域上各种波动方程的数值求解时,需引进入工边界以限制计算范围,在这些边界上应加相应的人工边界条件．这种边界条件应保证所求得的有界区域上的解很好地逼近原来无界区域上的解．对波动方程来说,就是在边界上人工反射应尽可能地小,使之对区域内部解的影响在允许的误差范围以内.因而它们被称为无反射边界条件或吸收边界条件．这种边界条件还应保证所形成的有界区域上的微分方程定解问题是适定的．这也是各种数值方法稳定的必要条件。 近二十多年来,已发展了声波方程的各种类型的吸收边界条件,其中以Ｃｌ…     

吸收边界条件和完美匹配层

证明了一个Maxwell方程的完美匹配层的的充要条件.条件的核心是吸收边界条件.这个判据可以用来检验文献中的各个模型,也可用来设计一些新的模型.最后给出了一些例子.     

吸收边界条件和完美匹配层

证明了一个Maxwell方程的完美匹配层的的充要条件.条件的核心是吸收边界条件.这个判据可以用来检验文献中的各个模型,也可用来设计一些新的模型.最后给出了一些例子.     

对波动方程初边值问题边界条件齐次化函数的一个注解

基于传统的齐次化边界条件方法,采用傅里叶级数法讨论了波动方程初边值问题第一类非齐次边界条件齐次化函数问题,分析表明:对同一定解问题,在不同齐次化函数下的解在适定意义下是等价的.     

强阻尼半线性波动方程的全局吸收子

本文讨论一类带强阻尼项的半线性波动方程的全局吸收子的存在性，首先给出了方程解存在唯一性定理，建立了解的Ｃ－半群，然后运用Ｈａｌｅ提出的ａ－收缩理论证明了该类方程存在的全局吸收子。     

带有等位面边界条件的抛物型方程

本文讨论一类与石油试井有密切联系的带有等位面边界条件的抛物型偏微分方程，对带有位面边界条件的热核函数进行了讨论，对方程解的梯度进行了估计，并给出了Ｈａｒｎａｃｋ型不等式，一类非线性抛物型方程与热方程的比较定理，以及在试井分析中应用的一个例子。     

一类具广义边界条件参数方程的解

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一类积分方程的稳定性与吸收域

本文通过建立非线性积分不等式,了一类具有时滞积分方程的渐近稳定性,获得了简捷而实用的充分准则,并给出了确定吸引域的方法。     

基于透射边界条件的高阶离散型角点条件

对波动方程的数值模拟中，在有限区域建立吸收边界条件，其中对区域角点的处理是一个很重要的问题．随着吸收边界条件阶数的提高，与之匹配的角点条件也越难建立．MTF是一种离散型吸收边界条件．在此，对于二维问题，基于MTF建立离散型高阶角点条件，对计算区域角点处理时，在区域对角线方向上建立N阶MTF公式．问题也可推广到三维．数值结果证实了我们的猜测．     

非线性边界条件下二阶奇异差分方程的正解

本文我们考虑如下二阶奇异差分边值问题\begin{equation*}\begin{cases}-\Delta^{2} u(t-1)=\lambda g(t)f(u) ,\ t\in [1,T]_\mathbb{Z},\\u(0)=0,\\ \Delta u(T)+c(u(T+1))u(T+1)=0,\end{cases}\end{equation*}正解的存在性. 其中, $\lambda>0$, $f:(0,\infty)\rightarrow \mathbb{R}$ 是连续的,且允许在~$0$ 处奇异.通过引入一个新的全连续算子, 我们建立正解的存在性.     

一类具有吸收边界条件的二阶非线性双曲方程的混合元法分析

1　引　　言关于二阶双曲型方程的有限元解的收敛性问题 ,目前已经有不少结果 .Dupont[1 ] 给出了一类线性双曲方程 Galerkin解的 L2 误差估计 ,Baker[2 ] 对此作了改进 ,用的是一种所谓“非标准的能量方法”.这一方法为 Cowsar,Dupont,Wheeler[3] 所采用 ,分析了一类具有吸收边界条件的线性双曲方程的混合元格式的 L2收敛性 .对于非线性双曲型问题 ,袁益让 ,王宏[4,5] 等给出了标准有限元方法的 H1 与 L2 误差估计 .本文试图把 [3]的工作更进一步研究 ,我们考虑如下非线性双曲问题 :φ(x) utt= mi,j=1 xi(aij(x) p(x,u) u xj) + mi=1…     

动态边界条件下一类阻尼波动方程解的研究

本文研究了一类动态边界条件下阻尼波动方程解的问题.利用位势井理论,通过构造稳定集和不稳定集,并结合能量分析的方法,获得了如下结果.首先,当初值属于稳定集时该问题存在整体解,且E(0)相似文献   

STABILITY ANALYSIS OF FINITE ELEMENT METHODS FOR THE ACOUSTIC WAVE EQUATION WITH ABSORBINGBOUNDARY CONDITIONS (PART I)

1.IntroductionInthenumericalsimulationofwavepropagationinunboundedorsemi-unboundedmediumitisnecessarytointroduceartificialboundariestoobtainfinitecomputational'regions.Thensomeboundaryconditionshavetobeimposedontheseboundaries,whichshouldeliminatethe...     

直接边界积分方法计算水波的稳定性

1.引 言 数值模拟流体自由界面运动一直是研究水波的主要方法.海浪攀爬海岸的研究是水动力学中的一个很经典且很具有挑战性的课题,因为在水面附近的方程是高度非线性的.对于二维情形下有一致倾斜度的海岸上的水波,Carrier＆Greeenspan[7]建立了基于浅水模型的非线性理论,Tuck＆Hwang引入变量代换,把最初的非线性方程转变成更容易分析的线性方程.这种直接对单一流体用浅水方程计算自由界面的办法仍然被广泛应用.Zhang,Wu,Hou[23]给出了这个问题的Euler-Langrange混合格式,Li ＆ Zhang[13]借助这个格式,并引入人工边界条件对海浪攀爬海岸问题进行了整体的数值模拟.     

GLOBAL NONEXISTENCE FOR A VISCOELASTIC WAVE EQUATION WITH ACOUSTIC BOUNDARY CONDITIONS

This paper deals with a class of nonlinear viscoelastic wave equation with damping and source terms ■ with acoustic boundary conditions. Under some appropriate assumption on relaxation function g and the initial data, we prove that the solution blows up in finite time if the positive initial energy satisfies a suitable condition.     

ARTIFICIAL BOUNDARY METHOD FOR BURGERS'''' EQUATION USING NONLINEAR BOUNDARY CONDITIONS

This paper discusses the numerical solution of Burgers' equation on unbounded do-mains. Two artificial boundaries are introduced and boundary conditions are obtained onthe artificial boundaries, which are in nonlinear forms. Then the original problem is re-duced to an equivalent problem on a bounded domain. Finite difference method is appliedto the reduced problem, and some numerical examples are given to show the effectivenessof the new approach.     

LOCAL STABILITY OF TRAVELLING FRONTS FOR A DAMPED WAVE EQUATION

The paper is concerned with the long-time behaviour of the travelling fronts of the damped wave equation αutt+ut=uxx V’(u) on R.The long-time asymptotics of the solutions of this equation are quite similar to those of the corresponding reaction-diffusion equation ut=uxxV’(u).Whereas a lot is known about the local stability of travelling fronts in parabolic systems,for the hyperbolic equations it is only briefly discussed when the potential V is of bistable type.However,for the combustion or monostable type of V,the problem is much more complicated.In this paper,a local stability result for travelling fronts of this equation with combustion type of nonlinearity is established.And then,the result is extended to the damped wave equation with a case of monostable pushed front.     

APPROXIMATION, STABILITY AND FAST EVALUATION OF EXACT ARTIFICIAL BOUNDARY CONDITION FOR THE ONE-DIMENSIONAL HEAT EQUATION

In this paper we consider the numerical solution of the one-dimensional heat equation on unbounded domains. First an exact semi-discrete artificial boundary condition is derived by discretizing the time variable with the Crank-Nicolson method. The semi-discretized heat equation equipped with this boundary condition is then proved to be unconditionally stable, and its solution is shown to have second-order accuracy. In order to reduce the computational cost, we develop a new fast evaluation method for the convolution operation involved in the exact semi-discrete artificial boundary condition. A great advantage of this method is that the unconditional stability held by the semi-discretized heat equation is preserved. An error estimate is also given to show the dependence of numerical errors on the time step and the approximation accuracy of the convolution kernel. Finally, a simple numerical example is presented to validate the theoretical results.