病态代数系统求解的精细迭代方法

提出了病态代数系统求解的精细迭代方法．首先利用一个小参数对病态矩阵加以改良,将原病态系统的求解问题转化为该改良系统的求解问题．然后利用精细积分法给出了改良矩阵求逆的高精度方法．该方法具有高精度、高效率的优点,且对改良参数的适应性较好,具有良好的应用前景．理论和数值分析证明了该方法的有效性．     

求解病态线性方程组的预处理精细积分法

为降低病态线性方程组系数矩阵的条件数,根据矩阵行(列)均衡的思想,提出行(列)的1-范数均衡法,并扩展为范数均衡法.然后,将范数均衡法与精细积分法相结合,给出求解病态线性方程组的范数均衡预处理精细积分法.数值结果表明,经过范数均衡预处理后精细积分法求解病态方程的精度(有效数字增加5个以上)和效率(迭代次数降低15次左右)均能得到显著提高,适用范围在一定程度上也有所扩展.在上述方法中,以1-范数均衡预处理精细积分法效果最为显著.     

求解奇异摄动边值问题的精细积分法

提出了一种求解一端有边界层的奇异摄动边值问题的精细方法．首先将求解区域均匀离散,由状态参量在相邻节点间的精细积分关系式确定一组代数方程,并将其写成矩阵形式．代入边界条件后,该代数方程组的系数矩阵可化为块三对角形式,针对这一特性,给出了一种高效递推消元方法．由于在离散过程中,精细积分关系式不会引入离散误差,故所提出的方法具有极高的精度．数值算例充分证明了所提出方法的有效性．     

偏微分方程的区间小波自适应精细积分法

利用插值小波理论构造了拟Shannon区间小波,并结合外推法给出了一种求解非线性常微分方程组的时间步长自适应精细积分法,在此基础上构造了求解非线性偏微分方程的区间小波自适应精细积分法（AIWPIM）．数值结果表明,该方法在计算精度上优于将小波和四阶Runge-Kutta法组合得到的偏微分方程的数值求解方法,而计算量则相差不大．该文方法通过Burgers方程给出,但适用于一般情形．     

求解非线性Black-Scholes模型的自适应小波精细积分法

针对非线性Black-Scholes方程,基于quasi-Shannon小波函数给出了一种求解非线性偏微分方程的自适应多尺度小波精细积分法.该方法首先利用插值小波理论构造了用于逼近连续函数的多尺度小波插值算子,利用该算子可以将非线性Black-Scholes方程自适应离散为非线性常微分方程组;然后将用于求解常微分方程组的精细积分法和小波变换的动态过程相结合,并利用非线性处理技术(如同伦分析技术)可有效求解非线性Black-Scholes方程.数值结果表明了该方法在数值精度和计算效率方面的优越性.     

求解延迟微分代数方程的多步Runge-Kutta方法的渐近稳定性

延迟微分代数方程(DDAEs)广泛出现于科学与工程应用领域．本文将多步Runge-Kutta方法应用于求解线性常系数延迟微分代数方程，讨论了该方法的渐近稳定性．数值试验表明该方法对求解DDAEs是有效的．     

热弹性动力学耦合问题的微分代数方法

对一般的热机械问题提出了一种有效的数值方法,并对二维的热弹性问题进行了测试．该方法的基本思路是将描述热机械耦合问题的偏微分方程进行降阶,使之成为一组微分代数方程,应力应变关系被写成代数方程．所得到的微分代数系统采用全隐式的向后差分公式进行求解．对该方法进行了详细的说明．为了验证该方法的有效性,将其应用于一个动态非耦合的热弹性问题的求解和一个耦合的二维热弹性问题的求解．     

二维波动方程吸收边界问题的精细积分解法

波动方程一般是描述各种各样的波浪(如声波、光波和水波浪)的微分方程．在科学研究中对各种波浪的研究需转化为求解波动方程定解问题,常用的求解方法有:解析法,级数法,数值方法(如有限元法、有限差分法)等．钟万勰提出了精细积分法(Precise Inte-     

预测校正公式求解指标2微分代数方程

1．前言微分代数方程（EEES）是经常出现于实际问题中的一类方程．其数值求解已成为常微分方程数值求解领域十分活跃的一个方向．目前微分代数方程求解的数值方法主要是nunge－Kutta型方法及BDF方法．Runge－Kutta型方法在网,问中有详细的介绍．Hairer等人据此编制了软件RADAU,而目前使用最广泛的软件还是PetZold等编制的DASSL．DASSL使用的方法为BDF方法,它在微分代数方程中的应用最早可以追述到Gear的开创性工作问．BDF方法一个很大的优点是刚性稳定．然而对于非刚性的微分代数方程,刚性稳定已不是主要考虑的因素．因此…     

基于Riccati-Bernoulli辅助常微分方程的Davey-Stewartson方程的行波解

Riccati-Bernoulli辅助常微分方程方法可以用来构造非线性偏微分方程的行波解.利用行波变换,将非线性偏微分方程化为非线性常微分方程, 再利用Riccati-Bernoulli方程将非线性常微分方程化为非线性代数方程组, 求解非线性代数方程组就能直接得到非线性偏微分方程的行波解.对Davey-Stewartson方程应用这种方法, 得到了该方程的精确行波解.同时也得到了该方程的一个Backlund变换.所得结果与首次积分法的结果作了比较.Riccati-Bernoulli辅助常微分方程方法是一种简单、有效地求解非线性偏微分方程精确解的方法.     

病态线性代数方程组的一种刚性问题数值解法

1．引言文［1,2］中提出的预估校正法是国内计算数学工作者研究刚性常微分方程数值解法的较早期的工作．并且作者将自己构造的算法用于解病态线性代数方程组卜个FORTRAN标准程序见[3]）．文[4,5］根据李雅普诺夫稳定性理论建立了病态线性代数方程组的解与对应刚性常微分方程组初值问题的解之间的关系并且采用Lambert提出的解刚性问题的非线性单步方法问给出了解病态线性代数方程组的非线性迭代法．但这个非线性方法有两大缺点：第一,数值解不能有零分量;第二,代数精确度较差．为此本文采用局部指数逼近法建立的解刚性问题的二阶显式…     

On modification of certain methods of the conjugate direction type for solving rectangular systems of linear algebraic equations

The use of modifications of certain well-known methods of the conjugate direction type for solving systems of linear algebraic equations with rectangular matrices is examined. The modified methods are shown to be superior to the original versions with respect to the round-off accumulation; the advantage is especially large for ill-conditioned matrices. Examples are given of the efficient use of the modified methods for solving certain fairly large ill-conditioned problems.     

影响阻尼牛顿法收敛性的两个重要参数

对阻尼牛顿算法作了适当的改进,证明了新算法的收敛性.基于新算法,运用计算机代数系统Matlab,研究了迭代次数k,参数对(μ,λ)与初值x0三者间的依赖关系,研究了病态问题在新算法下趋于稳定的渐变(瞬变)过程.数值结果表明:(1)阻尼牛顿迭代中,参数对(μ,λ)与迭代次数k间存在特有的非线性关系;(2)适当的参数对(μ,λ)与阻尼因子α的共同作用能够在迭代中大幅度地降低病态问题的Jacobi阵的条件数,使病态问题逐渐趋于稳定,从而改变原问题的收敛性与收敛速度.     

改进的预处理共轭斜量法及其在工程有限元分析中的应用

本文就预处理共轭斜量法(PCCG法)给出了两个具有理论和实际意义的定理,它们分别讨论了迭代解的定性性质和迭代矩阵的构造原则.作者提出了新的非M-矩阵的不完全LU分解技术和迭代矩阵的构造方法.用此改进的PCCG法,对病态问题和大型三维有限元问题进行了计算并与其他方法作了对比,分析了PCCG法在求解病态方程组时的反常现象.计算结果表明本文建议的方法是求解大型有限元方程组和病态方程组的一种十分有效的方法.     

线性定常系统非齐次两点边值问题的扩展精细积分方法

提出了一种求解非齐次线性两点边值问题的高精度和高稳定的扩展精细积分方法（EPIM）.首先引入了区段量（即区段矩阵和区段向量）来离散非齐次线性微分方程,建立了非齐次两点边值问题基于区段量的求解框架.在该框架下,不同区段的区段量可以并行计算,整体代数方程组的集成不依赖于边界条件.然后引入区段响应矩阵来处理两点边值问题的非齐次项,导出了多项式函数、指数函数、正/余弦函数及其组合函数形式的非齐次项对应的区段响应矩阵的加法定理,结合增量存储技术提出了EPIM.对具有上述函数形式的非齐次项,该方法可以得到计算机上的精确解,一般形式的非齐次项则利用上述函数近似求解.最后通过两个具有刚性特征的数值算例验证了该方法的高精度和高稳定性.     

On a modification of minimal iteration methods for solving systems of linear algebraic equations

Modifications of certain minimal iteration methods for solving systems of linear algebraic equations are proposed and examined. The modified methods are shown to be superior to the original versions with respect to the round-off error accumulation, which makes them applicable to solving ill-conditioned problems. Numerical results demonstrating the efficiency of the proposed modifications are given.     

New interpolation formulas of using geometric assumptions in the algebraic multigrid method

In this paper, new interpolation formulas for using geometric assumptions in the algebraic multigrid (AMG) method are reported. The theoretical and convergence analysis will be presented. The effectiveness and robustness of these interpolation formulas are demonstrated by numerical experiments. Not only is a rapid rate of convergence achieved, but the AMG algorithm used in conjunction with these formulas can also be used to solve various ill-conditioned systems of equations. The principal contribution of the present method is to extend the range of applications of the AMG method developed by Ruge and Stüben.     

Improving the Accuracy of Chebyshev Tau Method for Nonlinear Differential Problems

The spectral properties convergence of the Tau method allow to obtain good approximate solutions for linear differential problems advantageously. However, for nonlinear differential problems the method may produce ill-conditioned matrices issued from the approximations obtained in the iterations from the linearization process. In this work we introduce a procedure to approximate nonlinear terms in the differential equations and a new way to build the corresponding algebraic problem improving the stability of the overall algorithm. Introducing the linearization coefficients of orthogonal polynomials in the Tau method within the iterative process, we can go further in the degree to approximate the solution of the differential problems, avoiding the consequences of ill-conditioning.