基于达朗贝尔公式对一端固定一端作受迫振动的有界弦振动问题的求解

通过延拓为奇函数和恰当的函数两种方式对弦的两端点进行延拓,运用达朗贝尔公式解决了一端固定,另一端作受迫振动Asin ωt的有界弦振动的定解问题,通过计算结果表达式直接得出了描述有界弦振动运动的物理量,直观分析出弦振动的运动过程.同时对该问题进行了拓展,运用行波法解决了一端为齐次的第一类或第二类边界条件另一端为非齐次边界条件的定解问题.     

一维波动方程反问题求解的正则迭代法

针对地震勘探中的一维波动方程反问题,利用直接差分离散正则化方法给出了反问题求解的计算格式,数值计算表明了算法具有较快的收敛性和较强的抗噪能力。     

二维波动方程数值反演的迭代方法

本文针对二维波动方程的反演问题，提出了一种新的迭代方法。该方法是一种牛顿型迭代，并且每步迭代都利用吉洪诺夫正则化方法克服反问题的不适定性，因此具有良好的数值稳定性。文中给出了数值仿真实例说明了本方法的可行性及有效性。     

二维无界空间中波动问题的直接求解

利用傅里叶变换法对二维无界空间中的波动问题进行直接求解，从而给出二维空间的泊松公式。     

扰动扩散方程初值问题的近似对称约化

本文利用近似广义条件对称方法研究一类带有源项的非线性扩散方程的初值问题.给出所研究方程的分类并将偏微分方程的初值问题约化为常微分方程的初值问题,通过求解约化后的常微分方程组可得相对应偏微分方程初值问题的近似解.     

层流中固体颗粒运动方程的初值问题和稳定性分析

层流中固体颗粒运动方程的初值问题解的存在唯一性表明悬浮颗粒在圆管层流人口段剪切区中的运动，由进入该区的颗粒初始状态（初始位置和初始速度）确定，其运动轨迹也由该初始状态唯一确定。层流中固体颗粒运动方程稳定性分析表明达到稳定状态的颗粒必定满足条件：up＝uf（∞，c），up＝0，Re（α／R）2（c／R）＜2．8728．     

用波动方程讨论波的干涉问题

波的干涉是"机械波"一章的难点与高考热点,由于学生对波的干涉问题的理解不够深刻,只能死记硬背一些结论,本文借助波动方程并结合相关数学知识,对波的干涉中几个常见问题给予较为详细的说明,以期给学生的学习带来一定帮助.     

求解波动方程的准粒子离散修正辛算法

针对波动方程求解,在Hamilton体系下建立了对空间离散的准粒子体系,该准粒子体系实现简单,物理意义明确;在时间离散方面,构造了一种适合高效声波模拟的修正辛格式,该格式是在常规的二阶Partitioned Runge-Kutta(PRK)基础之上构造而成,其具有三阶时间精度,从理论上分析了修正辛格式的数值稳定性和频散性能.数值结果表明,本文提出的方法在计算时间,计算精度和计算存储量等各方面性能都有相应改善。     

一维波动方程反问题求解的正则化方法

讨论了一维波动方程u_{tt-∂x(μ(x)ux)=0在一般的初、边值条件和附加条件下系数μ(x)的求解方法.把反问题归结为一不适定的非线性积分方程组,利用正则化方法克服了反问题的不适定性.}     

Galerkin时空耦合谱元法求解声波动方程

提出了时空耦合谱元方法,并将其用于带第一类边界条件的非齐次一维、二维、三维波动方程的求解。分别采用四边形、六面体和超六面体作为计算单元,在每个单元内采用Chebyshev多项式的极值点作为Lagrange插值节点,并且探讨了区域剖分方式对计算精度的影响。时空耦合谱元法能够得到精度很高的数值结果,并且其色散随时间推移是稳定的;当总网格节点数相同时,不同的网格剖分方式所得数值误差不同,当空间方向Chebyshev多项式的阶数较高和时间方向Chebyshev多项式的阶数较低时,得到的数值精度较高;在总节点数相同的情况下,与时间全域方式相比,逐时间子区域方式计算所需要的时间更经济,两种方式可以得到相同的精度。结果表明:时空耦合谱元方法使时空方向精度相匹配,可以提高整体精度;空间方向的Chebyshev多项式对数值精度起主要影响作用;时间子区域方式的采用可以扩大问题的计算区域。      

基于广义交替数值通量的局部间断Galerkin方法求解二维波动方程

波的传播往往在复杂的地质结构中进行,如何有效地求解非均匀介质中的波动方程一直是研究的热点.本文将局部间断Galekin(local discontinuous Galerkin, LDG)方法引入到数值求解波动方程中.首先引入辅助变量,将二阶波动方程写成一阶偏微分方程组,然后对相应的线性化波动方程和伴随方程构造间断Galerkin格式;为了保证离散格式满足能量守恒,在单元边界上选取广义交替数值通量,理论证明该方法满足能量守恒性.在时间离散上,采用指数积分因子方法,为了提高计算效率,应用Krylov子空间方法近似指数矩阵与向量的乘积.数值实验中给出了带有精确解的算例,验证了LDG方法的数值精度和能量守恒性;此外,也考虑了非均匀介质和复杂计算区域的计算,结果表明LDG方法适合模拟具有复杂结构和多尺度结构介质中的传播.     

非线性波动方程的孤波解

用平衡法并结合吴消元法得到了一类较广泛非线性波动方程u_tt-a₁u_xx+a₂u_t+a₃u+a₄u³=0的若干孤波解公式，从而物理学上许多著名的方程，如φ⁴方程、Klein-Gordon方程、Landau-Ginzburg-Higgs方程、非线性电报方程等都可作为该方程的特殊情形得到相应的孤波解 关键词：     

矢量波动方程的球面波解

利用线性变换的方法，将球坐标下矢量波动方程解的形式L、M和N变换为其他多种形式．     

相对论二体波动方程及夸克偶互短程作用

广泛应用于非相对论量子力学的费曼-海尔曼定理被推广到相对论二体波动方程并由此得到了计算介子质量的理论公式.分析表明本文所考虑的两种波动方程不能很好地描述夸克偶素的短程相互作用.     

关于转动弦的波动方程

数学物理方法的一些学习指导书或教科书上给出了两种转动弦的波动方程,但没有考虑Coriolis力的影响,其讨论方法存在不正确(竖直转动重弦)或不全面(水平转动轻弦)之处.重新讨论了两种转动弦的波动方程及其求解问题.     

一维波动方程的解的长期稳定性

对有限区间上的一维波动方程,在各种边界条件下建立了位移函数与初始条件之间的不等式,并由此推论出多种边界条件下的解的长期稳定性．     

VSIA:一种求解流体力学方程的多积分矩公式

使用变量间的积分矩公式给出一种构造流体力学方程数值格式的方法,即体积面积分平均方法(VSIA).该方法使用两种积分矩VIA(体积积分平均)和SIA(面积积分平均)给出一种完全的守恒型体积积分公式.基于一类守恒型半Lagrange输运算法CIP-CSL,能够清晰地构造出VSIA.对一般演化方程进行讨论,并应用于Burgers湍流、无粘可压流和不可压粘性流.     

电磁波的性质和电磁波波动方程的一种讲法

本文从麦克斯韦方程组的积分形式出发，把电磁波波动方程的推导和电磁波的物理性质紧密结合在一起，“两条腿走路”，简化了波动方程的推导过程，也更清楚地说明了电磁波的物理性质．课堂上只要一小时便可讲清楚这部分内容．     

双参数波动方程反问题的数值解法

提出了在微分方程以问题的数值解法中可由一种反问题补充条件时同时反求两个未条参数的观点和方法。并以一维波动方程为例推导了震源和岩性联合反演的详细算法。从概念上突破了传统的一种补充条件只能解一个未知数的反演理论的约束，解决了地震勘探中波动方程反问题的震源未知工测不准的矛盾，缩短了反演理论研究与工程实际应用的间的距离。     

波动方程的人工边界条件

讨论了求解无限区域内波动方程的人工边界条件问题。利用简单而方便的直接差分方法构造了两个新的人工边界条件。严格地证明了它们的稳定性及其与解析边界条件的相容性。数值结果表明,这些新的人工边界条件在计算中颇为有效。