NUMERICAL SOLUTION OF THE SPACE FRACTIONAL DIFFERENTIAL EQUATION

In this paper, a space fractional differential equation is considered. The equation is obtained from the parabolic equation containing advection, diffusion and reaction terms by replacing the second order derivative in space by a fractional derivative in space of order. An implicit finite difference approximation for this equation is presented. The stability and convergence of the finite difference approximation are proved. A fractional-order method of lines is also presented. Finally, some numerical results are given.     

空间-时间分数阶对流扩散方程的数值解法

本文考虑一个空间-时间分数阶对流扩散方程.这个方程是将一般的对流扩散方程中的时间一阶导数用α(0＜α＜1)阶导数代替,空间二阶导数用β(1＜β＜2)阶导数代替.本文提出了一个隐式差分格式,验证了这个格式是无条件稳定的,并证明了它的收敛性,其收敛阶为O(ι h).最后给出了数值例子.     

二维半线性反应扩散方程的交替方向隐格式

本文研究一类二维半线性反应扩散方程的差分方法.构造了一个二层线性化交替方向隐格式.利用离散能量估计方法证明了差分格式解的存在唯一性、差分格式在离散H~1模下的二阶收敛性和稳定性.最后给出两个数值例子验证了理论分析结果.     

一类广义分式规划问题的完全多项式时间近似算法

本文对一类广义分式规划问题,提出一种求其全局最优解的完全多项式时间近似算法,给出该算法的理论分析和计算复杂性,通过数值算例验证该算法是有效可行的.     

Camassa-Holm方程的守恒有限差分格式

1引言Camassa-Holm(C-H)方程是一类十分重要而又特别的新型浅水波方程.1981年,C-H方程由Fuchssteniner和Fokas作为具有双Hamilton结构的例子给出,随后在1993年,Comassa和Holm将其作为浅水波方程重新提出[1],发现了其具有的一些特殊性质—尖峰孤波解和blow-up解等,由此引发了人们对C-H方程的极大兴趣.关于其解的各种性质已有许多工作:1998年,Constantin研究了C-H方程周期整体解的存在性,谱与逆谱问题,     

时间延迟扩散-波动分数阶微分方程有限差分方法

本文提出求解时间延迟扩散-波动分数阶微分方程有限差分方法，方程中对时间的一阶导函数用α阶（0 < α < 1） Caputo分数阶导数代替.文章中利用Lubich线性多步法对分数阶微分进行差分离散，且文章利用分段区间证明该方法是稳定的，且利用数值实验加以验证.     

反应扩散方程的紧交替方向差分格式

本文研究二维常系数反应扩散方程的紧交替方向隐式差分格式．首先综合应用降阶法和降维法导出了紧差分格式,并给出了差分格式截断误差的表达式．其次引进过渡层变量,给出了紧交替方向隐式差分格式算法．接着用能量分析方法给出了紧交替方向隐式差分格式的解在离散H^1范数下的先验估计式,证明了差分格式的可解性、稳定性和收敛性,在离散H^1范数下收敛阶为O(r^2 H^4)．然后将Rechardson外推法应用于紧交替方向隐式差分格式,外推一次得到具有O(r^4 H^6)阶精度的近似解．最后给出了数值例子,数值结果和理论结果是吻合的．     

线性分式多乘积规划问题的完全多项式时间近似算法

本文针对线性分式多乘积规划问题,通过Charnes-Cooper转化将原问题转化为一个等价问题,借助此等价问题提出一个获得原问题全局近似最优解的算法,最终证明了算法的收敛性,且提供了算法运算时间的理论分析.     

带非线性源项的双侧空间分数阶扩散方程的隐式中点方法

本文用隐式中点方法离散一阶时间偏导数,并用拟紧差分算子逼近Riemann-Liouville空间分数阶偏导数,构造了求解带非线性源项的空间分数阶扩散方程的数值格式.给出了数值方法的稳定性和收敛性分析.数值试验表明数值方法是有效的.     

LONG TIME ASYMPTOTIC BEHAVIOR OF SOLUTION OF DIFFERENCE SCHEME FOR A SEMILINEAR PARABOLIC EQUATION (I)

1.IntroductionLetfi=(0,l),f(x)eL'(fl),"o(x)EH'(fl)nHI(fl),op(u)=u',weconsiderthefollowinginitial-boundaryvalueproblem:Bytheusualapproach[1--4]wecangettheglobalexistenceofthesolutionof(1.1),furthermore,thesolutionof(l.l)convergestothesolutionofthefollowingstationaryproblem(1.2)ast-co.l)Th.ProjectissupportedbyChinaPostdoctoralFoundationandScienceFOundationofChinaAcademyofEngineeringPhysics.Inthispaperweprovethatthesolutionofimplicitdifferenceschemefor(1.1)convergestothesolutionofdifferenc…     

色散方程的一类新的并行交替分段隐格式

本文给出了一组逼近色散方程的非对称差分格式，并用这组格式和对称的Crank-Nicolson型格式构造了求解色散方程的并行交替分段差分隐格式．这个格式是无条件稳定的，能直接在并行计算机上使用．数值试验表明，这个格式有很好的精度．     

时间分数阶扩散-反应方程

1、引言 当前,对含有非整数阶导数和积分的方程的研究正引起越来越多学者的关注,这类分数阶导数和积分将广泛应用于科学和工程的各个领域．     

带非局部边界条件的非线性抛物方程的隐式差分解法

在准静态弹性力学中常遇到求解带有非局部边界条件的抛物方程初边值问题.本文构造了一个数值求解带有非局部边界条件的非线性抛物方程的隐式差分格式,利用离散泛函分析的知识和不动点定理证明了差分解是存在的,且在离散最大模意义下关于时间步长一阶收敛,关于空间步长二阶收敛,并给出了数值算例.     

二维变系数反应扩散方程的紧交替方向差分格式

1 引言 在研究热传导过程、气体扩散现象和电磁场的传播等问题时,常常遇到抛物型偏微分方程。用有限差分方法研究这类问题的数值解法目前已经有了许多工作。对于二维、三维抛物方程的数值求解比较理想的方法是交替方向法。     

广义sine-Gordon方程高精度隐式紧致差分方法

本文研究一类二维非线性的广义sine-Gordon(简称SG)方程的有限差分格式.首先构造三层时间的紧致交替方向隐式差分格式,并用能量分析法证明格式具有二阶时间精度和四阶空间精度.然后应用改进的Richardson外推算法将时间精度提高到四阶.最后,数值算例证实改进后的算法在空间和时间上均达到四阶精度.     

LONG TIME ASYMPTOTIC BEHAVIOR OF SOLUTION OF IMPLICIT DIFFERENCE SCHEME FOR A SEMI-LINEAR PARABOLIC EQUATION

In this paper, the solution of back-Euler implicit difference scheme for a semi-linea rparabolic equation is proved to converge to the solution of difference scheme for the corresponding semi-linear elliptic equation as t tends to infinity. The long asymptotic behavior of its discrete solution is obtained which is analogous to that of its continuous solution. At last, a few results are also presented for Crank-Nicolson scheme.     

ASYMPTOTIC BEHAVIOR OF SOLUTIONS FOR A CLASS OF DELAY DIFFERENCE EQUATION

We propose a class of delay difference equation with piecewise constant nonlinearity. Such a delay difference equation can be regarded as the discrete analog of a differential equation. The convergence of solutions and the existence of asymptotically stable periodic solutions are investigated for such a class of difference equation.     

线性随机分数阶微分方程Euler方法的弱收敛性与弱稳定性

本文主要研究了线性随机分数阶微分方程Euler方法的弱收敛性与弱稳定性.首先构造了数值求解线性随机分数阶微分方程的Euler方法,然后证明该方法是弱稳定的和α阶弱收敛的,文末给出的数值算例验证了所获得的理论结果的正确性.     

空间-时间分数阶变系数对流扩散方程微分阶数的数值反演

考虑终值数据条件下一维空间-时间分数阶变系数对流扩散方程中同时确定空间微分阶数与时间微分阶数的反问题.基于对空间-时间分数阶导数的离散,给出求解正问题的一个隐式差分格式,通过对系数矩阵谱半径的估计,证明差分格式的无条件稳定性和收敛性.联合最佳摄动量算法和同伦方法引入同伦正则化算法,应用一种单调下降的Sigmoid型传输函数作为同伦参数,对所提微分阶数反问题进行精确数据与扰动数据情形下的数值反演.结果表明同伦正则化算法对于空间-时问分数阶反常扩散的参数反演问题是有效的.     

FINITE DIFFERENCE APPROXIMATION FOR PRICING THE AMERICAN LOOKBACK OPTION

In this paper we are concerned with the pricing of lookback options with American type constrains. Based on the differential linear complementary formula associated with the pricing problem, an implicit difference scheme is constructed and analyzed. We show that there exists a unique difference solution which is unconditionally stable. Using the notion of viscosity solutions, we also prove that the finite difference solution converges uniformly to the viscosity solution of the continuous problem. Furthermore, by means of the variational inequality analysis method, the O（△t ＋ △x^2）-order error estimate is derived in the discrete L2-norm provided that the continuous problem is sufficiently regular. In addition, a numerical example is provided to illustrate the theoretical results.