数值求解延时微分方程的步长准则

１．引言 用一个数值方法求解下列延时微分方程：其中, ｆ： Ｒ × Ｃｄ × Ｃｄ → Ｃｄ为给定函数, Ｕ（ｔ）当上＞ ０时为未知函数,τ＞ ０为常数延时量,ф（ｔ）∈Ｃｄ为已知向量值函数．为了检验一个数值方法的数值稳定性,常用如下试验方程：来观察方法的数值稳定性,这里ａ,ｂ∈Ｃ（Ｃ为复数集）为已知常数,ф（ｔ）为给定的连续函数（ｔ≤０）． 定义 １［2］．延时微分方程（简记为ＤＤＥＳ）（３）被称为是渐近稳定的,如果（３）的每一个解Ｕ（ｔ）满足 方程(３)的特征方程为： 定义 ２［２］．一数值方法求解ＤＤＥＳ称为…     

一种改进的弧长法及在结构后屈曲分析中的应用

基于一般的弧长法,提出了一种高效的改进弧长法.通过对增量弧长作了以考虑结构刚度变化为主的加权修正和利用已知平衡点信息的外插修正,而大大提高了求解效率;利用对累加弧长和期望弧长作近似展开的方法使求解能收敛到预定的载荷值,而拓宽了弧长法的应用范围.两个典型算例表明,采用改进的弧长法在板/壳结构后屈曲分析中,无论是追踪后屈曲的全程路径,还是求得指定载荷点的收敛解都有良好的适应性和较高的效率.     

常微分方程初值问题的一种改进单步方法

针对一类常微分方程初值问题u'=a(t)u f(u),u(0=α,用Hermite插值积分,获得了一种改进的4阶单步方法,并证明了该格式的稳定性和收敛性,数实实验表明,与4阶Runge-Kutta方法,4阶Gear方法相经,长较大时,该格式仍具有较好的精度。     

多约束二阶非线性常微分方程极值点的数值求解法

本文对科学研究和工程应用问题中常见的多约束二阶非线性常微分方程的极值点进行了讨论 ,提出了一种数值解法 .以带有化学反应项的热传导方程为例 ,给出了相应的计算结果 .     

随机分数阶微分方程初值问题基于模拟方程法的数值求解

基于模拟方程法,提出了一种求解随机分数阶微分方程初值问题的数值方法.考虑含两个分数阶导数项的微分方程,引入两个线性的、非耦合的随机模拟方程,利用它们解构原方程,借助Laplace变换及逆变换,得到方程解的积分表达式,同时建立起两个模拟方程之间的联系,结合初始状态,得到求解随机微分方程初值问题的数值迭代算法.作为特例,对于含两个分数阶导数项线性常微分方程的初值问题,给出了基于模拟方程法的数值解法的显式结果.该方法是稳定的,它的误差仅存在于积分近似时的截断误差和计算软件的舍入误差.应用实例说明了数值方法在确定和随机情形的有效性和准确性.     

二阶微分方程模糊初值问题的数值解

本讨论了二阶微分方程（常系数或变系数）当其初始状态具有模型不确定性时,运用模糊近似推理规则,求其数值解的方法。     

一类求解常微分方程数值解的块方法

本文讨论了一类并行计算常微分方程初值问题的带有高阶导数的块隐式混合单步方法，这种方法可以在Ｋ台处理机上并行进行数值计算，本文对方法的一般性质及收敛性进行了讨论，得知该方法的阶数为２ｌ＋１，并且指出当ｌ＝１，２时，方法是Ａ－稳定的，最后给出了一个数值例子。     

一种求解变系数渗压固结微分方程的数值方法

对变系数渗压固结微分方程的求解过程进行了深入研究,提出一种精细积分半解析数值方法,首先对渗压固结微分方程在空间离散,建立起对于时间的常微分方程组,然后对时程积分,利用矩阵指数函数可以在计算机字长范围内精确计算的特点,得到精密解答.当指数函数用Taylor展开式的一阶近似替代时,精细积分转化为差分方程.用matlab语言编写程序进行求解,得到孔隙比在固结过程中的分布规律,并通过模型试验进行了验证.     

求解非线性互补问题的微分方程方法

本文构造了一种求解非线性互补问题的微分方程方法.在一定条件下,证明了微分方程系统的平衡点是非线性互补问题的解并且基于一般微分方程系统的数值积分建立了一个数值算法.在适当的条件下,证明了此算法产生的序列解是收敛的.本文最后给出了数值结果,该结果表明了此微分方程方法的有效性.     

二阶常微分方程初值问题的Laguerre-Gauss配置法

研究二阶常微分方程初值问题的数值解法．该文中基于Laguerre-Gauss插值设计了一类新的配置法, 它易于计算,且特别适用于非线性问题．该文中分析了二种不同情况时的收敛性,并应用Laguerre-Gauss插值的最新结果,证明了它的谱精度．该文还提供了一种多步配置法,它既简化了计算,又保持同样的谱精度．数值结果显示了这些算法的高精度．     

Three-stage Stiffly Accurate Runge-Kutta Methods for Stiff Stochastic Differential Equations

In this paper we discuss diagonally implicit and semi-implicit methods based on the three-stage stiffly accurate Runge-Kutta methods for solving Stratonovich stochastic differential equations（SDEs）.Two methods,a three-stage stiffly accurate semi-implicit（SASI3） method and a three-stage stiffly accurate diagonally implicit （SADI3） method,are constructed in this paper.In particular,the truncated random variable is used in the implicit method.The stability properties and numerical results show the effectiveness of these methods in the pathwise approximation of stiff SDEs.     

多导单步方法对延迟微分方程的正则性

给出了多导单步方法正则性的概念,并给出了多导单步方法具有正则性的条件.     

求解二维不可压缩Navier-Stokes方程的混合型微分求积法

微分求积法（ＤＱＭ）能以较少的网格点求得微分方程的高精度数值解,但采用单纯的微分求积法求解二维不可压缩Ｎａｖｉｅｒ＿Ｓｔｏｋｅｓ 方程时,只能对低雷诺数流动获得较好的数值解,当雷诺数较高时会导致数值解不收敛·　为此,提出了一种微分求积法与迎风差分法混合求解二维不可压缩Ｎａｖｉｅｒ＿Ｓｔｏｋｅｓ 方程的预估＿校正数值格式,用伪时间相关算法以较少的网格点获得了较高雷诺数流动的数值解·　作为算例,对１∶１ 和１∶２ 驱动方腔内的流动进行了计算,得到了较好的数值结果·     

多约束二阶非线性常微分方程拐点的数值求法

提出了一种求解多约束二阶非线性常微分方程拐点的数值解法,并以具有平行反应的化学放热系统为例,给出了一个具体算例.     

A Newton-Picard Collocation Method for Periodic Solutions of Delay Differential Equations

This paper presents a collocation method with an iterative linear system solver to compute periodic solutions of a system of autonomous delay differential equations (DDEs). We exploit the equivalence of the linearized collocation system and the discretization of the linearized periodic boundary value problem (BVP). This linear BVP is solved using a variant of the Newton-Picard method [Int. J. Bifurcation Chaos, 7 (1997), pp. 2547–2560]. This method combines a direct method in the low-dimensional subspace of the weakly stable and unstable modes with an iterative solver in the high-dimensional orthogonal complement. As a side effect, we also obtain good estimates for the dominant Floquet multipliers. We have implemented the method in the DDE-BIFTOOL environment to test our algorithm. AMS subject classification (2000) 65J15, 65P30, 65Q05     

Convergence Analysis of a Block-by-Block Method for Fractional Differential Equations

The block-by-block method, proposed by Linz for a kind of Volterra integral equations with nonsingular kernels, and extended by Kumar and Agrawal to a class of initial value problems of fractional differential equations (FDEs) with Caputo derivatives, is an efficient and stable scheme. We analytically prove and numerically verify that this method is convergent with order at least 3 for any fractional order index $\alpha>0$.     

On an Inverse Free Steffensen-Type Method for the Approximation of Stiff Differential Equations

In this article, an inverse free Steffensen-type method is introduced. The method is applied to approximate the systems of equations associated to implicit schemes approximating a stiff differential equation. The method has quadratic convergence without evaluating neither any derivative nor inverse operator. Finally, hypotheses ensuring the semilocal convergence and the R-order of convergence are presented.     

General Linear Methods for Stiff Differential Equations

A new type of general linear method is constructed which combines A-stability or L-stability with ease of implementation. The method is structured in such a manner that its stability region is identical with that of a Runge-Kutta method, using a restriction known as inherent RK stability.This revised version was published online in October 2005 with corrections to the Cover Date.