抛物方程基于POD方法的降阶外推差分算法

用奇值分解和特征投影分解(Proper Orthogonal Decomposition,简记POD)方法去建立抛物方程的一种降阶外推有限差分算法,并给出误差估计.最后用数值例子验证这种基于POD方法降阶外推有限差分算法的可行性和有效性.     

Sobolev方程基于POD的降阶外推差分算法

用奇异值分解和特征投影分解(proper orthogonal decomposition,简记POD)方法建立Sobolev方程的一种降阶外推有限差分算法,并给出误差估计.最后用数值例子,验证基于POD方法降阶外推有限差分算法的可行性和有效性.     

二维双曲方程基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式

利用特征投影分解(POD)方法建立二维双曲型方程的一种基于POD方法的含有很少自由度但具有足够高精度的降阶有限差分外推迭代格式,给出其基于POD方法的降阶有限差分解的误差估计及基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式的算法实现.用一个数值例子去说明数值计算结果与理论结果相吻合.进一步说明这种基于POD方法的降阶有限差分外推迭代格式对于求解二维双曲方程是可行和有效的.     

交通流模型基于特征投影分解技术的外推降维有限差分格式

利用特征正交分解(proper orthogonal decomposition,简记为POD)技术研究交通流的Aw-Rascle-Zhang(ARZ)模型. 建立一种基于 POD方法维数较低的外推降维有限差分格式, 并用数值例子检验数值计算结果与理论结果相吻合, 进一步表明基于POD方法的外推降维有限差分格式对于求解交通流方程数值解是可行和有效的.     

非定常Burgers方程基于POD方法的全二阶差分格式降阶外推算法

利用特征投影分解方法和奇值分解技术对非定常Burgers 方程的经典全二阶有限差分格式做降阶处理, 给出一种时间和空间变量都是二阶精度的降阶差分格式, 并给出这种降阶全二阶精度差分解的误差估计和外推算法的实现, 最后用数值例子说明数值结果与理论结果是相吻合的.     

二维土壤溶质输运方程基于POD方法的降阶CN有限体积元外推算法

利用Crank-Nicolson(CN)有限体积元方法和特征投影分解方法建立二维土壤溶质输运方程的一种维数很低、精度足够高的降阶CN有限体积元外推算法,并给出这种外推算法的降阶CN有限体积元解的误差估计和算法的实现.最后用数值例子说明数值结果与理论结果相吻合,并阐明这种降阶CN有限体积元外推算法的优越性.     

二维土壤溶质输运方程基于POD方法的降阶CN有限元外推算法

首先给出二维土壤溶质输运方程时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式和时间二阶精度的全离散化CN有限元格式及其误差分析.然后利用特征投影分解(proper orthogonal decomposition,简记为POD)方法对二维土壤溶质输运方程的经典CN有限元格式做降阶处理,建立一种具有足够高精度、自由度很少的降阶CN有限元外推格式,并给出这种降阶CN有限元解的误差估计和外推算法的实现.最后用数值例子说明数值结果与理论结果是相吻合的.     

非饱和土壤水流问题基于POD 方法的降阶有限体积元格式及外推算法实现

利用特征投影分解(proper orthogonal decomposition, 简记为POD) 方法对非饱和土壤水流问题的经典有限体积元格式做降阶处理, 建立一种具有足够高精度维数较低的降阶有限体积元格式, 并给出这种降阶有限体积元解的误差估计和外推算法的实现, 最后用数值例子说明数值结果与理论结果是相吻合的. 进一步表明了基于POD 方法的降阶有限体积元格式对求解非饱和土壤水流问题数值解是可靠和有效的.     

热传导对流方程基于POD的差分格式

本文用奇值分解和特征投影分解(proper orthogonal decomposition,简记为POD)研究热传导对流方程,导出其基于POD的一种简化的差分格式,并分析通常的差分格式的解和基于POD的简化的差分格式的解之间的误差估计.最后用方腔流数值例子验证本文的理论的正确性,从而验证了用基于POD的简化的差分格式解热传导对流方程的有效性.     

非饱和土壤水流方程基于特征投影分解方法的降阶CN有限元外推模型

利用Crank-Nicolson有限元方法和特征投影分解方法去建立二维非饱和土壤水流方程的一种维数很低,精度足够高的降阶CN有限元外推模型,并给出这种降阶CN有限元外推模型的降阶近似解误差估计和算法实现.最后用数值例子说明数值结果与理论结果相吻合,并阐明这种降阶CN有限元外推模型的优越性.     

各向异性交通流动力学模型的波动特性

对姜锐等人最近提出的一种新的交通流动力学模型的波动特性进行了分析.该模型中,不存在大于宏观车流速度的特征速度,从而满足交通流各向异性的要求.线性稳定性分析发现,新模型在一定条件下保持稳定,文中给出了稳定条件判定标准.分析指出,这一模型的波由一阶波和二阶波两种层次构成,既允许交通光滑波的存在,也充许交通激波的存在,但是其激波条件与其它相关模型有明显区别.正是这种区别,使得新模型在处理某些交通问题(如车辆倒退现象)上更加符合实际车流情况.     

守恒高阶交通流模型的相平面分析

在Lagrange坐标下,运用微分方程定性理论中的相平面分析方法,研究一个近期所提出的守恒高阶交通流模型的行波解,讨论系统的平衡点类型及其稳定性状态,分析相平面中的轨线全局分布结构,验证数值解与解析解的一致性.从而,能够较好地解释现实交通中的时停时走波和瓶颈处的振荡现象,表明所讨论的模型能够描述复杂的拥挤交通.     

流通量间断守恒高阶交通流模型及其数值模拟

在非均匀道路条件下，推广了各向异性守恒高阶交通流模型(CHO模型)，获得流通量间断CHO模型，并基于其Riemann不变量性质，运用局部简化方法及δ映射算法，设计了求解流通量间断CHO模型的一阶Godunov、EO(Engquist-Osher)和LF(Lax-Friedrichs)等数值格式.通过数值模拟表明流通量间断CHO模型是合理有效的，它可以描述平衡态和非平衡态交通流，相对于流通量间断LWR(Lighthill-Whitham-Richards)模型，其能更好地刻画实际交通现象.     

Payne-Whitham型宏观交通流模型波动特性

宏观交通流模型将交通流比拟成流体流,通过整体变量如交通流量、平均车速以及交通密度来研究其整体性质,得到了越来越多的肯定.文章采用波前展开的方法,研究Payne-Whitham型宏观交通流模型描述扰动沿交通流波动的特性,同时给出了相应的稳定性条件.最后利用Padé逼近法进行数值仿真,得到的结果与理论分析相一致.     

交通流流体力学模型与非线性波

介绍了交通流问题中的流体力学描述方法,分析了交通流在受压力和自驱动力等因素作用下所产生的非线性波动现象．这些描述包括LWR运动学模型,考虑动力学效应的高阶模型,考虑超车效应的多车种LWR(Lighthill-Whitham-Richards)模型,以及考虑流通量间断的模型方程．此外,还介绍了LWR网络推广模型在交叉口的Riemann问题求解;提出了描述二维行人流问题的Navier-Stokes-Eikon方程模型并描述了确定行人流运动期盼方向的基本思想．     

Effective Flow Potentials for Anisotropic Polycrystals

In this paper a micromechanically based flow potential for anisotropic fcc polycrystals is derived that takes into account the crystallite orientation distribution function (codf) in terms of tensorial texture coefficients. The effective flow potential is based on a representation theorem for anisotropic scalar functions depending on a 2nd-order tensor. A priori unknown functions in the representation are determined by defining and solving explicitly a minimization problem over SO(3). Important analytical properties of the coefficient matrix of the minimization problem are discussed. (© 2009 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

High-Order Methods for Exotic Options and Greeks Under Regime-Switching Jump-Diffusion Models

This paper aims to develop high-order numerical methods for solving the system partial differential equations (PDEs) and partial integro-differential equations (PIDEs) arising in exotic option pricing under regime-switching models and regime-switching jump-diffusion models, respectively. Using cubic Hermite polynomials, the high-order collocation methods are proposed to solve the system PDEs and PIDEs. This collocation scheme has the second-order convergence rates in time and fourth-order rates in space. The computation of the Greeks for the options is also studied. Numerical examples are carried out to verify the high-order convergence and show the efficiency for computing the Greeks.     

A High-Order Kernel-Free Boundary Integral Method for Incompressible Flow Equations in Two Space Dimensions

This paper presents a fourth-order kernel-free boundary integral method for the time-dependent, incompressible Stokes and Navier-Stokes equations defined on irregular bounded domains. By the stream function-vorticity formulation, the incompressible flow equations are interpreted as vorticity evolution equations. Time discretization methods for the evolution equations lead to a modified Helmholtz equation for the vorticity, or alternatively, a modified biharmonic equation for the stream function with two clamped boundary conditions. The resulting fourth-order elliptic boundary value problem is solved by a fourth-order kernel-free boundary integral method, with which integrals in the reformulated boundary integral equation are evaluated by solving corresponding equivalent interface problems, regardless of the exact expression of the involved Green's function. To solve the unsteady Stokes equations, a four-stage composite backward differential formula of the same order accuracy is employed for time integration. For the Navier-Stokes equations, a three-stage third-order semi-implicit Runge-Kutta method is utilized to guarantee the global numerical solution has at least third-order convergence rate. Numerical results for the unsteady Stokes equations and the Navier-Stokes equations are presented to validate efficiency and accuracy of the proposed method.