若干高精度恒稳的半显式差分格式

本文构造了解色散方程u₁=au_xxx的若干三层恒稳的半显式差分格式。第Ⅰ、Ⅱ类格式的局部截断误差的阶为O(τ²+h²+(τ²)/(h³));而第Ⅲ、Ⅳ类格式的局部截断误差的阶为O(τ²+h⁴+((τ)/(h))²+τh)。用判别稳定性的Von Neumann准则可证明:第Ⅰ、Ⅱ类格式及当参数α≤1时的第Ⅲ、Ⅳ类格式都是无条件稳定的,并且当必须的边界条件给定时它们可以显式地进行计算。     

时间分数阶亚扩散方程的高阶差分方法

提出两差分格式求解时间分数阶亚扩散方程.两个格式都是绝对稳定的,收敛阶均为O(τ^q+h²),其中q(q=2-β或2)与方程解的光滑性有关,β(0 < β < 1)是分数阶导数的阶、τ和h分别是时间和空间方向步长.数值实验验证了理论结果的正确性,并与其他方法进行比较,显示了本文方法的有效性和精确性.     

二项-负二项组合光场态的光子统计性质及其在量子扩散通道中的生成

在组合二项-负二项分布的基础上, 提出了二项-负二项组合光场态, 这种态能在Fock态历经量子扩散通道的过程中实现. 导出了此光场的二阶相干度公式, g⁽²⁾(t) =2-((m²+m)/(m+κt²)), 发现随着时间的推移光场从非经典Fock态变为经典态, 光子数m 经扩散通道后变成了 m+κt, κ是扩散常数, 相应的光子统计从亚泊松分布历经泊松分布再变成混沌光; 初始Fock态的光子数越多, 则扩散所需的时间越长.     

非结构四边形网格下的一类保对称有限体元格式

针对定常扩散问题,在非结构四边形网格下,通过选取特殊的控制体和有限体元空间,建立两种保对称有限体元格式,在拟一致网格剖分下,当扩散系数光滑时,证明有限体元解函数在L²和H¹范数下均具有饱和误差阶.数值实验验证理论结果的正确性,同时表明新格式对扭曲大变形四边形网格、间断系数问题具有较强的适应性.在正交网格下,第二种格式对流(flux)函数在单元中心点的值还具有超逼近性.     

二维对流反应方程的高精度多重网格方法

利用一阶偏导数项的四阶紧致差分算子,直接推导出了数值求解二维对流反应方程的一种新的高精度紧致差分格式。为了提高差分方程的求解效率,采用多重网格加速技术,建立了与之相适应的多重网格V循环算法。数值实验结果验证了本文方法的精确性和可靠性。     

黏性激波管的有限体积WENO格式数值模拟

本文采用OpenFOAM软件下实现的一种可实现任意阶数,可应用于非结构网格的有限体积WENO格式对黏性激波管问题进行模拟.模拟中对流项离散采用3阶精度、4阶精度该类WENO格式,网格形式采用结构网格和三角形非结构网格.结果表明,采用该类格式,三角形非结构网格的算精度、效率优于结构网格,3阶精度格式计算效率优于4阶精度....     

非结构网格下非定常流场双时间步长的加权ENO-强紧致杂交高分辨率格式

针对三维非定常、可压缩流场的Navier-Stokes方程组,本文提出一种新的双时间步长高精度快速迭代格式。该格式在时间上具有二阶精度,在空间离散上不低于三阶。在对流项与粘性项的处理上,本格式分别采用了加权ENO-强紧致格式与紧致四阶精度格式的思想。几个典型算例的实践表明:计算结果与相关实验数据比较吻合,初步表明了该算法可以在非结构网格下具有高效率与高分辨率的特征。     

二维非定常Sine-Gordon方程辛算法及其孤子数值模拟

在矩形域[-a,a]×[-a,a]内对微分算子L=(ə²)/(əx²)+(ə²)/(əy²)用5点差分格式将二维非定常Sine Gordon方程离散化为一个2×799²阶非线性Hamilton系统.对该系统使用Euler中心格式,得到一个非线性方程组.对此方程组建立迭代解法并给出了这个迭代方法的收敛条件和收敛速度.Sine Gordon方程单孤子和双孤子的数值模拟试验显示该辛算法是有效的.     

求解Navier-Stokes方程组的组合紧致迎风格式

给出一种新的至少有四阶精度的组合紧致迎风(CCU)格式,该格式有较高的逼近解率,利用该组合迎风格式,提出一种新的适合于在交错网格系统下求解Navier-Stokes方程组的高精度紧致差分投影算法.用组合紧致迎风格式离散对流项,粘性项、压力梯度项以及压力Poisson方程均采用四阶对称型紧致差分格式逼近,算法的整体精度不低于四阶.通过对Taylor涡列、对流占优扩散问题和双周期双剪切层流动问题的计算表明,该算法适合于对复杂流体流动问题的数值模拟.     

MRCI+Q理论研究SiSe分子X1Σ+和A1Π电子态的光谱常数和分子常数

采用Davidson修正的内收缩多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)及相关一致基aug-cc-pV5Z和aug-cc-pVQZ分别计算了SiSe分子X¹Σ⁺和A¹Π电子态的势能曲线. 为提高势能曲线的计算精度, 利用两点总能量外推公式, 将两个电子态的势能曲线外推至完全基组极限, 并对其进行了标量相对论修正, 相对论效应是在cc-pV5Z基组水平下使用三级Douglas-Kroll-Hess哈密顿算符计算的. 利用MRCI+Q/Q5+DK理论水平的势能曲线获得了这两个态的光谱常数(T_e, D_e, R_e, ω_e, ω_ex_e, ω_ey_e, B_e和α_e)和J=0时前30个振动态的B_υ和D_υ等分子常数. 其值与已有的实验结果非常一致. 本文得到的光谱常数和分子常数达到了很高精度, 能为进一步的光谱实验和理论研究提供可靠参考. 关键词： 势能曲线 基组外推和标量相对论修正 光谱常数 分子常数     

求解Burgers方程的一种交替分段隐式算法

首先提出一个新的求解Burgers方程的差分格式,然后在此差分格式的基础上构造了便于并行计算的交替分段隐格式,并作了线性化稳定性分析.数值结果表明,本方法具有较高的精度,尤适于扩散项系数较小时的计算,且有效避免了数值结果的非物理振荡.     

取代基效应(SCS)与乙烯-α-烯烃共聚物的序列结构Ⅲ.定量分析

本文在分析乙烯-α-烯烃共聚物序列结构时,把代表共单体反接单元的亚甲基(CH₂)βγ和γδ分别归属给了二元组VV和三元组EEV。与此同时,CH₂-δδ和δδ⁺归属给了二元组EE。表征乙烯长序列的CH₂-δ⁺δ⁺分属二元组EE和三元组EEE,对应峰强度在EE和EEE之间的分配是处理序列分布的关键。在本文中运用序列结构的Bovey关系和Randall统计进行演算,求得了修正值△的数学表达式,严格解和近似解。在规则链条件下得到的近似解与G.J.Ray的结果完全相同。当共单体含量较少时,谱峰强度Iδ⁺δ⁺的分配接近相等。在二元组和三元组的水平上,乙烯-α-稀烃共聚物的¹³C NMR谱中共有十三个峰,属于CH₂的有十个,属于CH的有三个。利用这些谱峰的强度数据可以建立一套计算公式,由此提供共聚物序列结构的全部信息。因此这是一个研究乙烯-α-烯烃共聚物序列结构的普适方法。     

Control schemes for synchronizing two subnetworks with weak couplings

In this paper, we propose a well-designed network model with a parameter and study full and partial synchronization of the network model based on the stability analysis. The network model is composed of a star-coupled subnetwork and a globally coupled subnetwork. By analyzing the special coupling configuration, three control schemes are obtained for synchronizing the network model. Further analysis indicates that even if the inner couplings in each subnetwork are very weak, two of the control schemes are still valid. In particular, if the outer coupling weight parameter θ is larger than (n2 2n)/4, or the subnetwork size n is larger than θ2, the two subnetworks with weak inner couplings can achieve synchronization. In addition, the synchronizability is independent of the network size in case of 0 < θ < n/(n + 1). Finally, we carry out some numerical simulations to confirm the validity of the obtained control schemes. It is worth noting that the main idea of this paper also applies to any network consisting of a dense subnetwork and a sparse network.     

LiAl分子基态、激发态势能曲线和振动能级

利用单双激发多参考组态相互作用方法获得了LiAl分子基态X¹∑⁺及七个激发态a³∏, A¹∏, b³∑⁺, c³∑⁺, B¹∏, C¹∑⁺, d³∏的势能曲线, 通过势能曲线得到各态的平衡核间距R_e, 进而求得绝热激发能和垂直激发能.计算结果表明:c³∑⁺ 电子态是一个不稳定的排斥态, A¹∏态是一个较弱的束缚态, 其余6个电子态均为束缚态; b³∑⁺与 c³∑⁺态之间存在预解离现象; 8个电子态分别解离到两个通道, 即Li(²S)+Al(²P⁰)与Li(²P⁰)+Al(²P⁰). 接着将势能曲线拟合到Murrel-Sorbie解析势能函数形式, 据此获得各态的光谱数据:基态X¹∑⁺的平衡键长为0.2863 nm, 谐振频率为316 cm^-1, 解离能D_e为1.03 eV, 激发态a³∏, A¹∏, b³∑⁺, c³∑⁺, B¹∏, C¹∑⁺, d³∏的垂直激发能依次为0.27, 0.83, 1.18, 1.14, 1.62, 1.81, 2.00 eV; 解离能依次为1.03, 0.82, 0.26, 排斥态, 1.54, 1.10, 0.93 eV, 相应谐振频率 ω_e为339, 237, 394, 排斥态, 429, 192, 178 cm^-1. 通过求解核运动的薛定谔方程找到了J=0时 LiAl分子7个束缚电子态的振动能级和转动惯量. 关键词： LiAl 光谱常数 势能曲线 振动能级     

波动方程辛算法的迭代求解

对(∂²)/(∂x²)利用中心差商算子,对expt作对角Padé逼近,由波动偏微分方程可得到两类具有O(Δx²+Δt^2l)和O(Δx⁴+Δt^2l)精度的辛格式.对由此类辛格式产生的线性方程组构造了两种迭代解法,并对l=1,2,3,4给出了它们的收敛条件.并进行了数值实验.     

基于对偶混合变分原理的Signorini问题的数值模拟

基于Signorini问题的对偶混合变分形式,提出了一种非协调有限元逼近格式,证明了离散的B-B条件,获得了Raviart-Thomas(k=0)有限元逼近的误差界O(h^3/4),并且Uzawa型算法对协调与非协调有限元逼近格式进行了数值求解.根据数值结果的分析和比较,表明应用非协调有限元逼近格式求解更有效.