布鲁塞尔模型的有限元求解及参数反演

本文研究了一种带有扩散项的布鲁塞尔数学模型.利用有限元方法,给出了其求解的离散过程.在此基础上,提出了用遗传算法和信赖域联合反演布鲁塞尔模型参数的方法,数值模拟说明该算法的可行性及有效性.     

关于Gray-Scott模型的模式生成

考虑一个著名的椭圆型方程组即Gray-Scott模型,获得了其正解的进一步结果.具体地讲,给出了正解更精细的先验估计,进而,当参数在一定范围内变化时,建立了非常数正解的存在性和不存在性改进性的结论.所得结果导出了判别模式生成的一些确定性条件.     

二维Lengyel-Epstein模型的六边形斑图

从局部分支的观点讨论2维Lengyel-Epstein模型的非常数正平衡态问题. 首先, 当区域为矩形时用局部分支定理构造六边形平衡态斑图; 其次, 在分支点附近确定分支方向.     

Allee效应下捕食模型的斑图研究

研究带有Allee效应的捕食-被捕食模型,利用线性分析和象平面分析获得Turing斑图产生的参数空间,采用数值模拟的方法得到不同的斑图结构,说明该模型具有丰富的动力学行为.研究发现被捕食者种群具有强Allee效应时,可诱导系统产生稳态斑图;由于加入Allee效应、平方项死亡率等非线性扰动项,在Turing空间外产生了斑图,因此可知一般通过线性分析得到的Turing区域是真实Turing区域的子区域.     

层状不均匀介质的一维地球模型物性参数反演

本文建立了层状不均匀非吸收介质的反问题模型，与已有的模型相比，它更切合实际，讨论了这种模型下介质的物性参数和几何参数的反演问题，它包括特性阻抗Ｋ（ｘ）间断状态参数Ｃ１，Ｘｉ，ｎ。借助于行波传播算子Ｋ１和有间断系数的方程的弱Ｒｉｅｍａｎｎ函数，得出每一层上波场正问题的表达式，供助于此表达式把反演物性参数的问题，转化为确定Ｍ＾ｋ（ｘ，ｙ，０）的问题，而关于Ｍ＾ｋ（ｘ，ｙ，０）我们得到的是一个第二类ＦＲ     

一比率依赖的捕食-被捕食模型的空间斑图研究

研究了一带比率依赖功能性反应的捕食-被捕食模型的空间斑图.我们得到模型发生Hopf和Turing分支的临界表达式,得到发生Turing斑图发生的精确区域,并给出了数值模拟.我们的结果表明:该模型具有丰富的动力学行为,包括点状、条状以及迷宫状斑图.这些结果说明利用反应扩散方程建模是揭示空间动力学复杂性机理的一个有效工具.     

三分子模型中斑图形成及分岔现象

以三分子模型为例研究了在化学反应扩散系统中远离`Turing分岔的斑图形成过程.一方面,采用模拟方法观察斑图形成的动力学过程和终态斑图的结构;另一方面,适当选取组成模导出了模耦合方程,用数值求解模耦合方程的方法确定终态斑图的结构.发现在多种班图共存的参数区域,斑图形成的动力学过程和终态斑图结构对初态无序性的酸性,这种敏感性来源于模耦合中的模式竞争与合作效应.还发现,远离`Turing分岔的班图转变有不同类型的分岔,这联系于斑图转变过程中不同的滞后行为.     

离散的三分量可逆Gray-Scott模型的不变Borel概率测度

研究由非自治三分量可逆Gray-Scott模型在无穷格点上所生成过程的相关时均观测的Borel概率测度.首先,证明该过程存在拉回-D吸引子.进一步,建立由该拉回吸引子所支撑的唯一一族不变Borel概率测度的存在性.     

一类体积填充趋化模型的斑图生成［英文］

本文讨论一类体积填充趋化模型(*)的不稳定常数平衡解附近的非线性动力学性态.研究表明{Ut=(d1U-χU(1-U/γ)V),(*)Vt=d22V+U-V,对任意给定的一般初始扰动δ,在以lnδ-1为阶的时间段内,该扰动的非线性演化由相应的线性化系统的最快增长模式所控制,并对斑图生成进行定量的刻画.     

一类扩散控制系统的数值识别与参数反演

考虑在化学工业中具有应用模型的一类反应扩散控制系统.此类系统带有两个未知参数,一个是未知扩散系数D=D(x),另一个是反应控制参数k(k为常数参数,例如为反应速度).采用有限元数值方法,给出函数参数D(x)的有限元逼近解,将其极小化问题的有限元逼近解作为新的常数控制扩散参数,利用所给部分信息数据或可观测数据(它们是非完全信息数据),确定系统的另一未知参数k.     

Numerical Solution of the Reaction-Diffusion Equation

In this paper, we consider the numerical solution for the reaction-diffusion equation. A finite difference scheme and the basic error equality are given. Then the error estimations are proved for the periodic problem with $v(x,t)\geq 0$, the first and second boundary value problems with $v(x,t)\geq v_0＞0$, and for $v(U)\geq v_0›0$. Under some conditions such estimations imply the stabilities and convergences of the schemes.     

非线性反应扩散方程的数值解

本文采用Petrov-Galerkin有限元法构造了非线性反应扩散方程的数值格式,既适用于全场性的初值,也适用于局部性的初值,利用全场性初值求得的进波数值解与精确解高度吻合,证明本方法与其它数值方法比较,有更高的精度和稳定性,利用各种局部性初值所算出的数值解表明,任何局部的扰动都会得到充分的发展,且当时间充分长后,演变为向左、右传播的行波,其波前的形状及传播速度完全由系统本身所决定,而与初值的类型无关.     

反应扩散系统的上三角阵法

本文介绍反应扩散系统的上三角阵方法,并讨论一个典型的模型.     

Numerical Solution of the Kiessl Model

The Kiessl model of moisture and heat transfer in generally nonhomogeneous porous materials is analyzed. A weak formulation of the problem of propagation of the state parameters of this model, which are so-called moisture potential and temperature, is derived. An application of the method of discretization in time leads to a system of boundary-value problems for coupled pairs of nonlinear second order ODE's. Some existence and regularity results for these problems are proved and an efficient numerical approach based on a certain special linearization scheme and the Petrov-Galerkin method is suggested.     

Numerical Solution of Optimal Control Problems with Discrete-Valued System Parameters

In this paper, we propose a new approach to solve a class of optimal control problems involving discrete-valued system parameters. The basic idea is to formulate a problem of this type as a combination of a discrete global optimization problem and a standard optimal control problem, and then solve it using a two-level approach. Numerical results show that the proposed method is efficient and capable of finding optimal or near optimal solutions.     

不确定微分方程的数值解法及其应用研究

不确定微分方程广泛应用于不确定财政、不确定控制、不确定微分博弈等领域。由于一些不确定微分方程解析解难以实现,本文首先研究了不确定微分方程的Euler方法和Runge-Kutta方法两种数值解法,并进行误差分析。通过比较随机领域Black-Scholes模型和不确定领域Liu模型的欧式期权定价公式,验证不确定微分方程描述证券市场的合理性和实用性。     

一类反应扩散方程组解的渐近性质

我们对一类反应扩散方程组,通过构造上下解,证明了它的初边值问题解的存在性及唯一性.在此基础上,讨论了其平衡解的渐近稳定性及吸引区域.     

Numerical Inversion of the Mellin Transform

A method is described for the numerical inversion of the Mellintransform, without reduction of the problem to the inversionof the Laplace transform. The expansion of the original function(t) in a series of orthogonal Laguerre functions is used andthe coefficients of this expansion are obtained by means ofa collocation on the real axis of the transformed plane. Theperformance of the method is illustrated by the inversion offive test functions.     

一个用于图像去噪、量化的反应扩散模型

提出一个用于图像去噪、量化的反应扩散模型,并通过计算机使用该模型对图像实例实行去噪和量化,验证了该模型在图像处理速度和效果上都优于已有模型.     

非线性双重介质模型的精确解及动态特征

考虑了二次梯度项的非线性双重介质模型．在模型中假设岩块和裂缝间的压力差作为初始未知量,在岩块中是拟先态的,从而避免了解联立方程组．利用广义Hankel变换求得了径向流动的解析解,由于解析解是无穷级数,无法得到具体的值．通过数值求解特征值问题,从而算得了窟体的压力值,并探讨了非线性参数和双重介质参数变化时压力的变化规律,给出了典型压力曲线图版,这些结果可用于实际的试井分析．