空间-时间分数阶对流扩散方程的数值解法

本文考虑一个空间-时间分数阶对流扩散方程.这个方程是将一般的对流扩散方程中的时间一阶导数用α(0＜α＜1)阶导数代替,空间二阶导数用β(1＜β＜2)阶导数代替.本文提出了一个隐式差分格式,验证了这个格式是无条件稳定的,并证明了它的收敛性,其收敛阶为O(ι h).最后给出了数值例子.     

反应扩散方程的连续时空有限元方法

本文研究了反应扩散方程的连续时空有限元方法.首先建立了其连续时空有限元格式并证明了有限元解的存在唯一性及稳定性.然后通过引入时空投影算子在没有时空网格限制的条件下给出其近似解在节点处的L~2,H~1最优范数估计以及全局L~2(L~2),L~2(H~1)最优范数估计.最后给出两个数值算例来验证方法的有效性与灵活性并说明结论的正确性.     

一类分数阶常微分方程初值问题的预校算法

利用Caputo导数的性质和二次多项式插值逼近,导出了分数阶二次多项式插值逼近隐式算法的完整计算公式,证明了其整体误差估计为O(hβ),β=min{2+α,3};在此基础上,构造了一类求解分数阶常微分方程初值问题的新的预校算法, 证明了其整体误差估计为 O(hγ),γ=min{2α,2+α,3},并通过数值实例得以验证.     

SOLUTION FOR TWO-POINT BOUNDARY VALUE PROBLEM OF THE SEMILINEAR FRACTIONAL DIFFERENTIAL EQUATION

In this paper, we establish the existence result of solution and positive solution for two-point boundary value problem of a semilinear fractional differential equation by using the Leray-Schauder fixed-point theorem. The discussion is based on the system of integral equations on a bounded region.     

带非线性源项的双侧空间分数阶扩散方程的隐式中点方法

本文用隐式中点方法离散一阶时间偏导数,并用拟紧差分算子逼近Riemann-Liouville空间分数阶偏导数,构造了求解带非线性源项的空间分数阶扩散方程的数值格式.给出了数值方法的稳定性和收敛性分析.数值试验表明数值方法是有效的.     

非线性分数阶反应扩散方程组的间断时空有限元方法

利用时间间断空间连续的时空有限元方法构造了空间分数阶反应扩散方程组的可以逐时间层求解的全离散格式.在时间离散区间上,采用Radau积分公式,将插值理论与有限元理论相结合,给出了全离散格式解的存在唯一性结果,并证明了所给格式是无条件稳定的,进而详细给出最优阶L~∞(L~2)模误差估计过程.最后用数值算例验证了理论分析的正确性.     

空间-时间分数阶变系数对流扩散方程微分阶数的数值反演

考虑终值数据条件下一维空间-时间分数阶变系数对流扩散方程中同时确定空间微分阶数与时间微分阶数的反问题.基于对空间-时间分数阶导数的离散,给出求解正问题的一个隐式差分格式,通过对系数矩阵谱半径的估计,证明差分格式的无条件稳定性和收敛性.联合最佳摄动量算法和同伦方法引入同伦正则化算法,应用一种单调下降的Sigmoid型传输函数作为同伦参数,对所提微分阶数反问题进行精确数据与扰动数据情形下的数值反演.结果表明同伦正则化算法对于空间-时问分数阶反常扩散的参数反演问题是有效的.     

半线性拟双曲型积分微分方程的初边值问题和初值问题

本文讨论半线性拟双曲型积分微分方程的初边值和初值问题。用积分方程的理论和Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法证明了问题的整体强解的存在性、唯一性和正则性。     

Laplace 方程的初值问题

Hadamard 曾证明,Laplaee 方程的初值问题的解对初值是不连续依赖的.在经典的意义下,唯一性是显然的.但可解性的条件似乎还没有人给出过.本文在广义函数的范围内讨论初值问题,给出了可解的充分必要条件,证明了唯一性.当初值是 C~m 函数或L_(loc)~p 函数时,解在广义函数的意义下收敛到初值等价于在 C~m 或 L_(loc)~p 的意义下收敛到初值.因此,我们也给出了经典意义下的初值问题可解的充分必要条件.我们还证明解在广义函数的意义下对初值也不连续依赖.     

关于二维双曲型初边值问题的自然积分方程

本文将自然边界元方法应用于求解一类双曲型初边值问题。给出自然积分方程及Poisson积分公式,研究了自然积分算子的性质,并详细讨论了自然积分方程的数值解法,最后给出数值例子。     

求解对流扩散方程的ICT-MMOCAA差分解法

Combing the ideas of FCT^[1,2]with the MMOCAA^[3],the ICT-MMOCAA difference method,in which the transport is corrected by interpolation,is established for convection diffusion problem in the paper,The new method possesses the property of general FCT schemes and it is free from oscillation,with which the large gradient problem is solved by the MMOCAA difference method based on high-order(≥2)Lagrange interpolation^[3].Because the analysis in [3]is only suit for the scheme based on linear interpolation,the analysis method difered form [3] is used for obaining the error estimates of the new method.The numerical example is given in the paper.     

一阶双曲问题的间断流线扩散法

1．引言众所周知，求解一阶双曲问题的Galerkin有限元法，仅具有次最优LZ一收敛阶估计，难于建立H＼误差估计【‘1，且Gderkill有限元解常呈现伪数值振荡．为改善计算精度与稳定性，诸多非标准有限元解法相继提出，其中，间断（Discontinuous）Galerkin有限元法（以下简称DG方法）与流线扩散（StreamlineDiffusion）有限元法（以下简称SD法）是两种具有鲜明特点，较为成功的算法．具体地，DG方法是一种迎风型显式算法，它从入流边界开始，沿流场方向，自上游往下游，逐个单元进行解算，计算十分简便且可局部并行化．SD方法则是一种P…     

A HIGH-ORDER ACCURACY METHOD FOR SOLVING THE FRACTIONAL DIFFUSION EQUATIONS

In this paper, an efficient numerical method for solving the general fractional diffusion equations with Riesz fractional derivative is proposed by combining the fractional compact difference operator and the boundary value methods. In order to efficiently solve the generated linear large-scale system, the generalized minimal residual (GMRES) algorithm is applied. For accelerating the convergence rate of the iterative, the Strang-type, Chan-type and P-type preconditioners are introduced. The suggested method can reach higher order accuracy both in space and in time than the existing methods. When the used boundary value method is $A_{k1,k2}$-stable, it is proven that Strang-type preconditioner is invertible and the spectra of preconditioned matrix is clustered around 1. It implies that the iterative solution is convergent rapidly. Numerical experiments with the absorbing boundary condition and the generalized Dirichlet type further verify the efficiency.     

非线性对流扩散方程的UNO-MMOCAA差分方法

本文把MMOCAA差分方法与UNO插值相结合，提出了求解对流占优扩散问题的UN0—MMOCAA差分方法，它避免了基于高次(≥2)Lagrange插值的MMOCAA差分方法在方程解的陡峭前沿附近产生的振荡．本文通过引入辅助插值算于等方法，给出了非线性UNO—MMOCAA差分格式的误差分析．数值例子表明新格式无振荡。     

对流扩散方程的三层WENO-MMOCAA差分方法

本文把三层修正特征线法,MMOCAA 差分方法及WENO 插值相结合,提出了求解对流扩散方程的三层WENO-MMOCAA 差分格式.此格式关于时间具有二阶精度,关于空间具有二阶以上精度且可避免基于二次以上Lagrange 插值的三层MMOCAA 差分方法在解的大梯度附近所产生的振荡.本文使用新的分析方法,给出了格式的误差估计.本文的数值算例表明新格式可消除振荡.     

Boussinesq型方程的周期边界问题与初值问题的解的存在性

本文研究“坏的Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ型方程ｕｔｔ－ｂｕｘｘｘ＝σ（ｕ）ｘｘ的周期边界问题与初值问题的解的存在性问题,其中ｂ〉０为常数,证明了在相当宽松的条件下,上述问题存在局部广义解。     

一个拟线性波动方程模型的初边值问题

本文研究了一类二阶拟线性波动方程的初边值问题.利用特征分析和局部解延拓的方法,在一定的假设条件下得到了经典解的整体存在性,进一步推广了杨晗和刘法贵的结果^[8].     

对流占优扩散方程的特征有限体积元方法

考虑对流占优扩散方程初边值问题的特征有限体积元方法,并给出特征有限体积元解的误差分析.理论分析表明特征有限体积元解具有最优阶L~2和H~1模误差估计.数值算例说明此方法是有效的.