解非定常不可压Navier-Stokes方程的压力修正投影法的并行算法研究

1．CNMTZ格式和压力Poisson、方程的快速解法为后面讨论的方便，本节中我们简要介绍一下［1，2］提出的求解上述方程的CNMTZ算法以及相应的压力Poisson方程的快速算法．考虑原始变量非定常不可压N—S方程（INSE）和满足方程（2的初始条件W（；队0），W在边界＊0上给定并满足这里，V＝（。，V厂是速度场，p是压力．方程（1）（2）进行空间离散后可以写成以下形式：其中力（W，t）包括动量方程中的对流项、扩散项和非齐次项的空间差分近似及相应的边界条件，G和D分别为梯度和散度算子的离散形式．它的CNMT格式的PC投影法如下：其…     

由于波响应反演声阻抗的特征带方法

1．引言子波激发下的反演问题通常是不适定的，如何构造稳定、高效的算法是反问题研究中的重要课题．当前的波动方程反演方法主要有两类：特征线方法和最优化方法［1］．特征线方法是数值求解波动方程反问题的一种重要而有效的方法，它的基本思想是沿着波动方程上、下行波的特征传播方向逐层推进，并按照因果律求解．关于这方面的早期工作可参看［7］．在［2］中证明了脉冲激发下一维波动方程系数反问题的适定性，为这一方法提供了理论基础．随后，［4］讨论了特征线方法的差分计算的收敛性，［5，6］提供了成功的数值计算实例．近来人们逐…     

铁磁链方程的Fourier谱方法和拟谱方法

在铁磁链方程运动研究中，各项同性Heisellberg链的所谓Landau－Lifshitz方程L‘1为其中旋密度Z＝（。，t），w）”和h＝（0，0，h（t））”为三维向量函数，。X”表示三维向量的叉积．这种方程组还常在凝聚态介质物理的问题中出现，有不少文章是关于Landau－Lifshitz方程组的孤立于解，孤立波的相互作用以及无穷守恒律等的研究［‘－‘］，［5，6，7］研究了具有小扩散项旋方程组解的存在性及隐式差分格式．在［7］中给出的结果，证明了铁磁连方程解的存在性与唯一性，作者在［8］中考察了旋方程组（2）的周期初值问题的显式差分解，并…     

广义KdV-Burgers方程长时间性态的谱方法

1．引言随着无限维动力系统研究的发展和深入,人们对非线性发展方程长时间性态的研究越来越重视[1－6］,而这种研究在很大程度上依赖于数值计算的结果,因此,计算结果是否可靠,计算格式先得是否合适都是值得探讨和深入研究的问题17－10．广义KdV－Burg6rs方程是一类重要的非线性发展方程,在实际问题中也有着广泛的应用,因此,对它的研究即有理论价值也有实际意义．本文讨论如下的广义KdV－Burgers方程的周期初值问题其中a,q是已知实常数,且a＞0八。）,g（。）,h00是已知实函数．文［10］对上述问题构造了半离散的Fourier谱逼近…     

关于“交错网格紧致差分格式和满足等价性的压力Poisson方程”一文的两点说明

“交错网格紧致差分格式和满足等价性的压力Poisson方程”（19：1（1997），83－90）作者注：1．四阶格式要求边条件至少三阶精度．而（2．13）只有二阶精度，要得到三阶，我们可以象（2．14）那样，在（2．13）左端加2．为了保证四阶Runge－Kutta方法（对非定常边条件）的精度，我们将在下一文中用如下中间层边条件，其中见（2．17）．##F56关于“交错网格紧致差分格式和满足等价性的压力Poisson方程”一文的两点说明@于欣$中国科学院力学研究所     

非线性波动方程的交替显-隐差分方法

1．引言众所周知，非线性波动方程在自然科学领域有广泛的物理背景，诸如物理、化学反应方程，机械动力学方程，地球物理与大气海洋方程等．差分方法求解非线性波动方程已有研究，如［1］和IZ］就给出了非线性波动方程组的显式和隐式差分格式以及收敛性分析．虽然古典的显式差分格式易于并行计算，但是它的稳定性条件差（条件稳定）；古典的隐式差分格式稳定性条件好（绝对稳定）；但对非线性问题，一般需要线性化，然后求解一个线性代数方程组，并行计算能力差．本文正是在这样一种前题下，给出了一维问题的一种交替分段显一隐差分格式，…     

DAE的Runge-Kutta方法在不可压NS方程求解中的应用

1．引言自然界中的流场通常是非定常复杂流场，要正确模拟和跟踪复杂流场的变化，计算格式的时间精度极为重要．对于常微分方程（＊＊q，一般采用＊K方法及线性多步法来提高格式的时间精度．前者是单步法，在计算过程中可以改变步长，可找到稳定性较好的高精度格式：近年来在发展到偏微分方程的数倩水解中也有很多应用．原始变量的INS方程（二维）为：其中u，v分别是x，y方向速度分量，r是压力，连续方程（1．幻可视为约束条件．从［1］，［2］可见，经空间差分化后（固定空间网格），它可看作带约束的微分方程组，即微分代数方程（DAE－…     

交错网格紧致差分格式和满足等价性的压力Poisson方程

1．引言随着电子计算机的发展，越来越多的实际问题数值模拟成为现实，但还有很多非线性问题数值计算时间太长，内存要求过大．数值方法的改进可使计算量和存储量大大减少，例如，对二维非定常问题，要使误差达到N－4量级，二阶格式计算点数为（N2）3，（包括时间方向），而四阶格式计算点数仅为N3，差N3倍！而计算量差的倍数更多．当N＝16时N3＝4096，当N＝256时，N31678万．紧致差分格式具有精度高，差分式基点少，＜线性）稳定性好，对高频波分辨率高，边界差分点少等优点【’，‘，’，’。’，’，‘’］，本文中的格式基点数为3，…     

一类微分差分方程的周期解

本文研究微分差分方程ｘ＇（ｔ）＝－ｆ（ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－τ１））－ｆ（ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－τ２））－．．．－ｆ（ｘ（ｔ），ｘ（ｔ－τｎ））非平凡周期解的存在性问题，得到了一些判别准则，推广和改进了文［１－４］的工作。     

一类非线性差分方程的持久性与全局吸引性

本文研究了差分方程ｘ（ｎ＋１）＝ｘｐｎｆ（ｘｎ，ｘ（ｎ－ｋ１），…，ｘ（ｎ－ｋｒ））的持久性与全局吸引性，解决了文［３］提出的两个研究课题，所得结果包含了文［３］的相应结果．     

一个数列极限的多种计算方法

极限运算是高等数学中最重要的基本运算之一,而数列极限的计算是极限运算的基础．对于通项公式已知的数列,其权限一般可由四则运算法则求得,但对于通项公式未知的数列,其极限的运算就有一定的难度．例如数列是由下列各式下面用几种不同方法求解．一、代数方法由已知将以上诸式相加得：将（1）、（2）联立解之,得二、差分方程法由得二阶常系数线性差分方程其特征方程的根,于是差分方程通解为．将三、相似矩阵法fiLIU）递推见一AXn＿;一A’X。－。—…一A“－‘X;,得从一A”‘X;·方阵A的特征值八一1,人—－tr,其对应的特征…     

一个刚性守恒律方程组的全隐式差分方法

１．引言本文研究如下非线性刚性守恒律方程组的全隐式差分逼近． 方程（1．１）中的源项ｇ（ｕ,ｖ）定义为 ｇ（ｕ,ｖ）＝ｖ－（１－μ）ｆ（ｕ）,（１．２）其中ｆ是ｕ的一个给定函数,δ是一个小正参数,称为松弛时间,μ是参数．方程组（１．１）频繁出现于粘弹性力学中． 在零松弛时间限（δ→０）下,从（１．１）可得到如下方程组该方程组通常称为“平衡”模型,而方程组（１．１）称为“非平衡”模型． 文中将假设μ满足 ０＜ μ＜ １,（１．４）以便保证拟稳定性条件［１９,２０］和次特征条件［１１,２,３］： λ１≤λ＊…     

非定常的热传导-对流问题的非线性Galerkin混合元法(Ⅰ):时间连续情形

1．引言非线性Galerkin方法是一种求解带有耗散项的发展型偏微分方程的近似解的多重水平方法．该方法是将未知量分裂成两项域多项），它们分别属于不同网格尺度的离散空间，在计算过程中，对于“小尺度”的分量引人简化逼近，使该方法变得很便利．这些方法原先主要是在Fourier普离散化时提出的（参见Foias－－Mauleyffemam［1］，Maxion－－Temam［2］，FOias－－Jolly－Kevrelddis－－Titi［3］，Devulder－－Marinn－－Titi［4］以及当中的文献）．关于非线性Gajerldn方法的有限元逼近是Marinnffemam在［51中首先提出的．AitOnAll…     

Burgers－KdV 方程的初边值问题

该文借助适当的逼近，用散逸算子理论，差分和估计方法，证明了［０，１］×［０，Ｔ］上Ｂｕｒｇｅｒｓ－ＫｄＶ方程ｕｔ＋ｕ（ｘｘｘ）－Ｕ（ｘｘ）＋ｕｕｘ＝ｆ（ｘ，ｔ）的一类初边值问题存在唯一的解ｕ∈Ｌ∞（０，Ｔ；Ｈ３（０，１））∩Ｃ（０，Ｔ；Ｈ２（０，１））∩Ｗ（１，∞），（Ｏ，Ｔ；Ｌ２（０，１））．     

一类滞后差分方程解的渐近性

考虑时滞差分方程xn－xn-1＝F（－f（xn）＋g（xn－k）），这里k是正整数，F，f，g是R→R的连续函数，F和f在R上单调增加，且对所有的u≠0，uF（u）＞0.我们证明了如果对所有的y∈R，有f（y）≥g（y）（f（y）≤g（y）），则方程的每个解趋于一个常数或－∞（∞）．进一步，如果对所有的y∈R，有f（y）≡g（y）；则方程的每个解当n→∞时趋于常数．     

一类基于微分关系同时识别声速和密度的方法

1．引言本文考虑介质声速和密度的同时反演问题．利用脉冲平面波从不同的两个方向探测［1－5］，得到两组对应于不同入射角的表面响应信息，再由这两组响应信息来同时识别介质的声速和密度．关于介质声速和密度的同时反演，Coen［9－10］利用点源数据将问题转化为Schr6dinger方程的势函数反演．Howardl3］采用脉冲平面波探测，归结成一个向量MarchenkO积分方程．然而，这些方法都涉及求解Marchenko（gGelfdnd－Levitan）积分方程，不易在计算机上实现．关于介质参数的反演，张关泉作了不少工作【‘一句．其中在文献【司中对声速和密度的…     

一维双曲守恒方程组的Taylor-Galerkin有限元方法

１．引言 在文章［８］中,利用双曲守恒律的Ｈａｍｉｌｔｏｎ－Ｊａｃｏｂｉ方程形式,应用 Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元给出了求解一维双曲守恒律的计算方法．不同于间断有限元方法［２］、［３］和 Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元方法［１］求解双曲守恒律,文章［８］采用连续 Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元求解双曲守恒律． 在文章［８］中,对差分方法和有限元方法求解双曲守恒律作了较为详细的讨论．同时在文章［８］中,采用积分变换,将双曲守恒律方程变成 Ｈａｍｉｌｔｏｎ－Ｊａｃｏｂｉ方程形式．由于 Ｈａｍｉｌｔｏｎ－Ｊａｃｏ…     

修正局部Crank-Nicolson法对于二维热传导方程的应用

1．关于一线热传导方程解法的描述考虑一维空间的热传导方程的数值解法，这里Q＝（0，1）．对于（1．1）的微分项用中心差商代替，就得到半差分方程式。（；，O的近似解，并且A是三对角矩阵古典显格式、隐格式和Crank－Nicolson法可以表示为从这些近似式可以看出，为能得到未来的近似解法，应该考虑exP（兴A）的近似式．只要推—“————一’—’—”“—”—－’””’”“‘”—“”’～’””“——‘””’””一’———”“”－－””h‘”一’—‘—”—”””—”一出exP（兴川的新近似式，就能得到新的近似解法．因此以下给…     

积分算子方程的连续型配置方法

1．引言由于对积分算子方程来说，配置法比Galerkin法具计算量小的优点（少算一重积分），故配置法更受人们重视．但已有的文献几乎都是将配置空间取作非连续的分片多项式样条空间，以得到某种超收敛结果（如［1，2］）．这种方法存在下列不足：（a）光滑核Volterra积分方程与光滑核Fredholm积分方程具完全不同的收敛性质［1］，且需用不同的方法获得其加速收敛结果（比较［31与［4］），尽管Volterra积分方程在理论上被看作是Fredholm积分方程的特殊情形；（b）光滑核Volterra积分方程的配置解不具任何超收敛性，其迭代配置解也只在结点…     

西安工业学院·高等数学

一、解下列各题：（每题6分，共6O分）：1．求极限2．求极限3．设4．设7．计算积分8．计算积分9．计算积分IO设八r）二「。，l、］”二、设人。）在x一。可导，且人a）一肝求极限hd“’“n’5．（IO分）三、证明当。mpl时，。“＜丁二】·（l分）四、求由曲线y‘一上二一和它的渐近线所围成的面积。（1分）f（）在卜a，a］上的凹凸性。（1分）西安工业学院·高等数学