广义混合非线性Schr？dinger方程的拟谱方法

本文讨论了广义混合非线性Schrodinger方程的周期初值问题,构造了守恒的半离散Fourier拟谱格式,对其近似解进行了先验估计,并证明了格式的收敛性.证明了该方程存在孤立子解,并给出其孤立子解的精确表达式.研究了线性化方程的稳定性问题,即在初值有扰动的情况下,该方程只有振荡解和鞍点.最后,通过数值例子验证了格式的可信性,数值计算表明,本格式时间方向可取大步长且是长时间稳定的,我们还计算了孤立子解,并绘出了在初值有扰动的情况下,相空间的轨线图.     

广义混合非线性Schr(o)dinger方程的拟谱方法

本文讨论了广义混合非线性Schrodinger方程的周期初值问题,构造了守恒的半离散Fourier拟谱格式,对其近似解进行了先验估计,并证明了格式的收敛性.证明了该方程存在孤立子解,并给出其孤立子解的精确表达式.研究了线性化方程的稳定性问题,即在初值有扰动的情况下,该方程只有振荡解和鞍点.最后,通过数值例子验证了格式的可信性,数值计算表明,本格式时间方向可取大步长且是长时间稳定的,我们还计算了孤立子解,并绘出了在初值有扰动的情况下,相空间的轨线图.     

广义混合非线性Schrödinger方程的拟谱方法

本文讨论了广义混合非线性Schrodinger方程的周期初值问题,构造了守恒的半离散Fourier拟谱格式,对其近似解进行了先验估计,并证明了格式的收敛性.证明了该方程存在孤立子解,并给出其孤立子解的精确表达式.研究了线性化方程的稳定性问题,即在初值有扰动的情况下,该方程只有振荡解和鞍点.最后,通过数值例子验证了格式的可信性,数值计算表明,本格式时间方向可取大步长且是长时间稳定的,我们还计算了孤立子解,并绘出了在初值有扰动的情况下,相空间的轨线图.     

广义混合非线性Schrdinger方程的拟谱方法

本文讨论了广义混合非线性Schrdinger 方程的周期初值问题,构造了守恒的半离散Fourier 拟谱格式,对其近似解进行了先验估计,并证明了格式的收敛性.证明了该方程存在孤立子解,并给出其孤立子解的精确表达式.研究了线性化方程的稳定性问题,即在初值有扰动的情况下,该方程只有振荡解和鞍点.最后,通过数值例子验证了格式的可信性,数值计算表明,本格式时间方向可取大步长且是长时间稳定的,我们还计算了孤立子解,并绘出了在初值有扰动的情况下,相空间的轨线图.     

MKdV方程的多辛Fourier拟谱方法

基于谱微分矩阵方法,给出MKdV方程的多辛Fourier拟谱格式及其相应多辛离散守恒律,证明了它等价于通常的Fourier拟谱格式．数值结果表明,格式对于长时间计算具有稳定性与高精度．     

二维阻尼非线性sine-Gordon方程的共形多辛Fourier拟谱格式

为二维阻尼非线性sine-Gordon方程构造了一个新的共形多辛Fourier拟谱格式.基于原系统的共形多辛哈密尔顿形式,首先在时间和空间方向上分别用辛中点和Fourier拟谱方法进行离散,得到一个全离散格式.随后证明了构造的格式保持离散的共形多辛守恒律.最后数值实验验证了格式的有效性.     

Zhiber-Shabat方程的多辛几何和多辛隐式格式研究

Zhiber-Shabat方程,描述许多重要的物理现象,是一类重要的非线性方程,有着许多广泛的应用前景.本文给出Zhiber-Shabat方程的多辛几何结构和多辛Fourier拟谱方法.数值算例结果表明多辛离散格式具有较好的长时间的数值稳定性.     

KdV方程的时间谱离散方法

本文提出了解KdV方程周期边值问题的安全港离散方法:在时间方向上采用Chebyshev拟谱逼近,在空间方向上采用Fourier Galerkin逼近。谱展开的系数由目标泛函的极小值来确定。同时证明了该方法的收敛性。     

非线性Cahn-Hilliard方程的拟谱算法

本文对非线性Cahn-Hilliard方程构造了拟谱格式,证明了该格式的收敛性和稳定性,给出了数值例子.     

广义非线性Sin-Gordon方程的整体解及数值计算

本文考察了一类广义非线性Sin-Gordon方程的周期初值问题，利用非线性Galerkin方法，证明了其整体解的存在性和唯一性，并给出了其有界吸引集的存在性．构造了全离散的Fourier拟谱显格式，利用有界延拓法证明了其格式的收敛性与稳定性，并给出了误差估计、算法分析及计算复杂度，最后，通过数值例子，检验了理论结果的可信性．为对此模型的数值分析提供了理论基础和一个有效的算法．     

Error estimate of Fourier pseudo-spectral method for multidimensional nonlinear complex fractional Ginzburg–Landau equations

In this paper, we discuss the error estimate of Fourier pseudo-spectral method for multidimensional nonlinear complex space fractional Ginzburg-Landau equations. The continuous mass and energy inequalities as well as their discrete versions are presented. Moreover, by the discrete mass and energy inequalities, the error estimate of the Fourier pseudo-spectral scheme is established, and the scheme is proved to have the spectral accuracy.     

Optimal error estimate of two linear and momentum-preserving Fourier pseudo-spectral schemes for the RLW equation

In this paper, two novel linear-implicit and momentum-preserving Fourier pseudo-spectral schemes are proposed and analyzed for the regularized long-wave equation. The numerical methods are based on the blend of the Fourier pseudo-spectral method in space and the linear-implicit Crank–Nicolson method or the leap-frog scheme in time. The two fully discrete linear schemes are shown to possess the discrete momentum conservation law, and the linear systems resulting from the schemes are proved uniquely solvable. Due to the momentum conservative property of the proposed schemes, the Fourier pseudo-spectral solution is proved to be bounded in the discrete L^∞ norm. Then by using the standard energy method, both the linear-implicit Crank–Nicolson momentum-preserving scheme and the linear-implicit leap-frog momentum-preserving scheme are shown to have the accuracy of in the discrete L^∞ norm without any restrictions on the grid ratio, where N is the number of nodes and τ is the time step size. Numerical examples are carried out to verify the correction of the theory analysis and the efficiency of the proposed schemes.     

一类广义KdV方程组的谱和拟谱方法

1.引 言在孤立子的研究中起着重要作用的典型方程-KdV方程已有不少作者[1-5]在数学分析上做了许多深入的研究,文[6]讨论了如下一类高阶广义KdV方程组     

高维广义Kuramoto-Sivashinsky型方程Fourier拟谱方法的大时间误差估计

在很多物理问题中出现如下方程:Kuramoto在研究反应扩散系统耗散结构时导出了上述方程,Sivashinsky在模拟火焰传播时也得到了它.此外,它还出现在粘性层流和Navier-Stokes方程的分枝解中.在[5-8]中,作者研究了一维情形下周期初值问题的整体吸引子和分枝解;[9]提出了广义KS型方程;[10-14]中研究了它的光滑解的存在性和t→+∞时的渐近性     

带乘性噪声的空间分数阶随机非线性Schrödinger方程的广义多辛算法

带乘性噪声的空间分数阶随机非线性Schrödinger方程是一类重要的方程,可应用于描述开放非局部量子系统的演化过程.该方程为一个无穷维分数阶随机Hamilton系统,且具有广义多辛结构和质量守恒的性质.针对该方程的广义多辛形式,在空间上采用拟谱方法离散分数阶微分算子,在时间上则采用隐式中点格式,构造出一类保持全局质量的广义多辛格式.对行波解和平面波解等进行数值模拟,结果验证了所构造格式的有效性和保结构性质,时间均方收敛阶约在0.5到1之间.     

一阶微分方程数值解的一种误差估计方法

针对于微分方程数值解,介绍了一种新的误差估计方法.方法证实了伪谱方法具有精度高速度快的优点,进而引出了修正的伪谱方法.     

A FOURIER SPECTRAL SCHEME FOR SOLVING NONLINEAR KLEIN-GORDON EQUATION

A Fourier spectral scheme is proposed for solving the periodic problem of nonlinear Klein-Gordon equation. Its stability and convergence are investigated. Numerical results are also presented.     

A high order difference method for fractional sub-diffusion equations with the spatially variable coefficients under periodic boundary conditions

In this paper, we propose a difference scheme with global convergence order $O(\tau^{2}+h^4)$ for a class of the Caputo fractional equation. The difficulty caused by the spatially variable coefficients is successfully handled. The unique solvability, stability and convergence of the finite difference scheme are proved by use of the Fourier method. The obtained theoretical results are supported by numerical experiments.