广义非线性Schrdinger方程组的守恒差分格式

本文对两类广义非线性schrdinger方程组的初边值问题给出了守恒的差分格式,它保持了原来微分方程所具有的一个或两个守恒关系,文中综合地运用了差分算子的Coболев不等式,Gronwall不等式和嵌入定理对差分方程的解,作出了先验估计,在此基础上证明了差分格式的稳定性和收敛性。差分方程组是一个超越方程组,对它,我们给出追赶迭代法求解的公式,并证明了解的收敛性。     

守恒型双曲型方程组的差分方法(Ⅱ)

本文是[1]的继续,将介绍守恒型双曲型方程组的各种其他差分方法,例如基于Riemann间断分解的 格式,Glimm格式和Chorin的随机选取法,人工粘性法,人工压缩法,特征型格式和质点法等。本文所采用的记号同[1]。 本文继续介绍下列守恒型双曲型方程组的差分方法     

一个 油藏模型的二阶差分格式

本文应用伸缩变换和阶降法在动网格上对石油科学研究中提出的一个漂移聚集油藏模型建立了一个三层线性化弱耦合差分格式，证明了所构造的差分格式是唯一可解的且在ｌ２范数下以Ｏ（ｒ＾２＋ｈ＾２）阶收敛。所建立的差分方程组均是三对角的，可用追赶法求解。     

高阶非线性波动方程的有限差分方法

本文研究一类广泛的高阶非线性波动方程组初边值问题的有限差分格式，用离散泛函分析方法和先验估计的技巧得到了有限差分格式的收敛性。     

一阶双曲型方程组初边值问题的差分格式及其稳定性

本文比较系统地讨论了有关数值求解两个自变量的一阶双曲型方程组初边值问题的某些问题,给出了几种能用于任何类型的初边值问题的差分格式,并在很宽的条件下证明了其中的某些变系数的初边值问题的差分格式对初值和边值是稳定的、差分格式所立出的方程组是良态的.其中的某些格式已用于解决某些复杂的实际问题(应用部分见[16]).     

声热耦合问题的广义差分法

引言 按照Petrov-Galerkin方法(也称广义Galerkin方法)构造差分格式已经有一些工作(例如[2]、[3]).本文把[3]中构造广义差分格式的方法推广到声热耦合方程组. 熟知,关于声热耦合方程组,Richtmyer给出了三个条件稳定的格式.我们用广义差分法构造出三种新的差分格式.对其中的格式Ⅰ、Ⅱ进行了稳定性分析,它们具有绝对稳定的特点.而格式Ⅲ指出了进一步提高精度的途径. 本文写作过程中得到了李荣华教授的热情指导,谨致谢意。     

地球科学中的一类耦合抛物方程组的数值模拟

地质流体的性质和动力学行为是当前地球科学研究的前沿领域.铜陵冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床成矿作用中矿质输运-化学反应耦合过程的数学模型是一个非局部的耦合抛物方程组初边值问题.本文考虑这一数学模型的数值模拟,用降阶法对此耦合方程组建立了一个具有二阶精度的差分格式.用能量方法给出了差分方程问题解的先验估计式,并证明了差分格式的可解性、稳定性和收敛性,其收敛阶在L2范数下关于时间步长和空间步长均是二阶的.最后给出了数值例子,数值结果和理论分析结果是吻合的.     

关于非守恒形式差分格式的能量守恒问题

在建立流体力学方程组的差分格式时,对能量方程有两种不同的选择:一种是采用关于总能量(即内能与动能之和)的守恒形式的方程;另一种是采用关于内能的非守恒形式的方程.对于守恒形式的方程,容易建立能量守恒的差分格式(下面称之为守恒形式的差分格式),而对非守恒形式的方程建立的格式(下面称之为非守恒形式的差分格式),则在     

一类交错网格的Gauss型格式

本文在交错网格的情况下 ,利用 Gauss型求积公式构造了一类不需解 Riemann问题的求解一维单个双曲守恒律的二阶显式 Gauss型差分格式 ,证明了该格式在CFL条件限制下为 TVD格式 ,并证明了这类格式的收敛性 ,然后将格式推广到方程组的情形 .由于在交错网格的情况下构造的这类差分格式 ,不需要求解 Riemann问题 ,因此这类格式与诸如 Harten等的 TVD格式相比具有如下优点 :由于不需要完整的特征向量系 ,因此可用于求解弱双曲方程组 ,计算更快、编程更加简便等 .     

一阶拟线性方程差分解法的误差估计

利用网格单元精确解结合守恒积分而导出差分格式这一途径,对于一阶拟线性方程和一阶拟线性双曲型方程组初始值问题有着理论意义和现实意义。早在五十年代,著名的Lax格式,格式,格式等实际上都可以通过网格单元精确解结合守恒积分而导出。本文企图通过这一离散化途径推导出一阶拟线性方程初值问题的差分格式,并讨论此差分格式的误差估计。     

等熵气体动力学方程组Lax-Friedrichs格式的收敛性(Ⅰ)

§1引言 如所周知,Lax-Friedrichs格式是P.D.Lax对拟线性双曲型守恒律方程组提出的一种有限差分格式。若得到了其相应的差分逼近解的收敛性,这格式不仅提供了证明:整体广义解存在性的一种理想途径,而且能方便有效地直接用来进行整体解的数值计算。在单个守恒律方程情形,O.Oleinik,C.Conway and J.Smoller等证明了这一格式的收敛性,并得到了整体广义解的存在性。然而,对双曲型方程组,特别是气体动力学方程组,Lax-Friedrichs格式的收敛性一直没有什么结果。     

关于解Schrdinger方程组的隐式差分格式

非线性Schrdjnger方程组是物理学中重要的方程组,它在许多地方有着重要的应用,所以近来有许多文章讨论它的解的存在性和数值解法。在数值解法中,差分方法的研究占有重要的比重。随着隐式差分格式的优点越来越被人们认识,因此不少作者提出了各种隐式格式及其理论分析技巧。     

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，…     

一类反应扩散方程组的保持正性的差分格式

本文研究一类具有正解的反应扩散方程组的有限差分解法.构造了一个保持正性的差分格式.利用离散的最大值原理证明了差分格式解的非负性,有界性及差分格式的无条件稳定性.这些估计的证明不依赖于微分方程的解而仅仅与初边值条件有关.当微分方程的解适当光滑时,证明了差分格式的一致收敛性.最后给出了数值计算结果,并与以往方法进行了比较.计算结果说明了本文给出的方法的有效性.     

拟线性抛物组具有并行本性的无条件稳定与收敛的差分方法

在不作启示性假定下, 研究了拟线性抛物型方程组初边值问题的一类具有并行本性的差分格式. 利用不动点原理、离散内插公式和先验估计方法, 证明了所构造的具有并行本性差分格式解的存在性、惟一性和在离散W₂^(2,1)范数下的无条件稳定性, 并证明了一大类具有并行本性的差分格式的解收敛到原始拟线性抛物问题的惟一广义解.     

一类抛物型方程组的特征修正区域分解有限元方法

在实际生产和科学研究中,有许多物理问题的数学模型为抛物型方程组问题,如可压缩核废料污染问题,地下水资源问题,杨青提出了差分格式和有限元格式,应用先验估计得到了最优的l^2和L^2模误差估计,江城顺等利用交替方向有限元方法得到了H^1模和L^2模误差估计．杨国强等采用显式可解的三层差分格式求解二维方程组得到了H^1模误差估计．     

斜压原始方程组的拟谱-差分法及其误差估计

本文构造斜压原始方程组的拟谱-差分格式,其解满足能量守恒律。文中还给出了严格误差估计。     

关于解一维抛物型方程组的差分格式

Caapck曾经研究过解多维抛物型方程组的经济格式.用他的方法解一维问题时,是将抛物型方程组的系数矩阵写成一个下三角形矩阵和一个上三角形矩阵之和,然后采用分数步长法求解.如果未知函数的个数为M,则对于每一个时间步长,需要用2M次追赶法.格式的收敛速度为Ο(τ~(1/2) h~2),这里τ和h分别为时间和空间步长.本文提出一种解一维抛物型方程组的绝对稳定的差分格式.对于每一个时间步长,求解差分方程组只要用M次追赶法,它的收敛速度为Ο(τ h~2)。     

对称正则长波方程的一个新的守恒差分格式

本文考虑了具有齐次边界条件的对称正则长波方程的有限差分格式,提出了一个三层守恒的有限差分格式,证明了格式的收敛性和稳定性,从理论上得到了收敛阶为O(h2+τ2).通过数值试验表明,所提的方法是可靠有效的.     

拟线性抛物方程组具有界面外推的并行本性差分方法

构造了拟线性抛物型方程组初边值问题的一类具有界面外推的并行本性差分格式. 为给出子区域间界面上的值或者与界面相邻点处的值,给出了两类时间外推的方式, 得到了二阶精度无条件稳定的并行差分格式. 并且不作启示性假定,证明了所构造的并行差分格式的离散向量解的存在性和 唯一性. 而且在格式的离散向量解对原始问题的已知离散数据连续依赖的意义下, 证明了并行差分格式的解按离散W^(2,1)₂(Q_Δ)范数是无条件稳定的.最后证明了具有界面外推的并行本性差分格式的离散向量解收敛到原始拟线性抛物问题的唯一广义解. 给出了数值例子,数值结果表明所构造的格式是无条件稳定的, 具有二阶精度,且具有高度并行性.