源于自由边值离散的弱非线性互补问题的m+1阶收敛性算法

该文通过引入基于模的非线性函数,推广了经典牛顿算法,构造了一个具有高阶收敛性的加速牛顿法来求解一类源于自由边值问题离散的弱非线性互补问题.理论上详细地分析了其收敛效率.数值实验充分验证了所提出算法的可行性和有效性.     

广义多点边值问题样条配置法

常微分方程多点边值问题具有广泛的应用价值,如带内点约束的弹性系统,具有多个自由度且在不同时刻不同位置观测的动力系统都要归结到多点边值问题的求解.本文讨论一种较广泛的多点边值问题的数值解法.与通常的多点边值问题相比,这里不仅方程组的系数容许分片光滑,所求的解也只须分片光滑和分片满足微分方程组,但要满足的边值条件数比方程组阶数大.当边值条件中的内点条件全部为相应的光滑性条件时,     

线性Hamilton系统边值问题的保辛数值方法

以Hamilton系统的正则变换和生成函数为基础研究线性时变Hamilton系统边值问题的保辛数值求解算法.根据第二类生成函数系数矩阵与状态传递矩阵的关系,构造了生成函数系数矩阵的区段合并递推算法,并进一步将递推算法推广到线性非齐次边值问题中;然后利用生成函数的性质将边值问题转化为初值问题,最后采用初值问题的保辛算法求解以达到整个Hamilton系统保辛的目的.数值算例表明该方法能够有效地求解线性齐次与非齐次问题,并能很好地保持Hamilton系统的固有特性.     

一个求解水平线性互补问题的高阶可行内点算法的多项式复杂性

最近,Zhao和Sun提出了一个求解sufficient线性互补问题的高阶不可行内点算法.不需要严格互补解条件,他们的算法获得了高阶局部收敛率,但他们的文章没有报告多项式复杂性结果.本文我们考虑他们所给算法的一个简化版本,即考虑求解单调水平线性互补问题的一个高阶可行内点算法.我们证明了算法的迭代复杂性是     

带边界层的线性两点边值问题的打靶——小波配点法

本文将打靶法和小波配点法相结合，提出了打靶－小波配点数值算法，用于求解带边界层的常微分方程边值问题。文中给出了数值算例，并进行了分析，验证了这种方法对处理边界层问题的有效性。     

一种改进的和声搜索算法求解线性两点边值问题

研究了线性两点边值问题的数值解.首先采用有限差分法将线性两点边值问题离散化,进而得到一个无约束优化问题,采用全局和声搜索算法求解.全局和声搜索算法嵌入了位置更新和小概率变异策略,通过反复调整乐队中各乐器的音调,最终达到一个美妙的和声状态的过程.通过求解3个线性两点边值问题,结果表明该方法是有效的.     

N阶m点非线性边值问题的三正解的特征值准则

应用算子特征值准则研究了一类高阶多点边值问题多重正解的存在性,其中非线性项满足Caratheodory条件.将特征值准则应用到n阶m点的非线性边值问题,并证明了微分方程至少三正解的存在性.     

利用对称方法求解非线性偏微分方程组边值问题的数值解

本文研究微分方程对称方法在非线性偏微分方程组边值问题中的应用.首先,利用吴-微分特征列集算法确定给定非线性偏微分方程组边值问题的多参数对称;其次,利用对称将非线性偏微分方程组边值问题约化为常微分方程组初值问题;最后,利用龙格-库塔法求解常微分方程组初值问题的数值解.     

高阶优化算法分析简介

高阶优化算法是利用目标函数的高阶导数信息进行优化的算法,是最优化领域中的一个新兴的研究方向.高阶算法具有更低的迭代复杂度,但是需要求解一个更难的子问题.主要介绍三种高阶算法,分别为求解凸问题的高阶加速张量算法和A-HPE框架下的最优张量算法,以及求解非凸问题的ARp算法.同时也介绍了怎样求解高阶算法的子问题.希望通过对高阶算法的介绍,引起更多学者的关注与重视.     

求解非线性高阶多点边值问题的数值方法

关于多点边值问题的正解的存在性,目前存在大量的研究文献.方法包括不动点理论、上下解方法等(见文献[4-6]).由于微分方程多点边值问题在理论和实践上的重要性,其数值算法也长期吸引着众多数学家、物理学家和工程师们的注意.     

分片Bernstein多项式的样条配点法求解四阶微分方程

本文对四阶微分方程边值问题,给出一种基于分片Bernstein多项式的样条配点法求解,该格式构造过程容易理解,形成的线代数方程组系数矩阵稀疏,可用迭代法求解.数值实验表明,该方法可有效求解一般四阶线性微分方程边值问题,结合非等距配置点亦可用于求解含小参数的扰动问题.     

基于人工神经网络的颗粒材料本构关系及边值问题研究

颗粒材料被广泛运用于工程实践中,通过数值模拟解决颗粒材料有关的边值问题,对于指导工程实践具有重要意义.通过应用人工神经网络算法,将基于离散颗粒模型的离散单元法与基于连续介质模型的有限单元法有机结合以求解颗粒材料边值问题,形成了一套新的、完整的模型及解决方案,即细观模型离线计算的细-宏观两尺度模型及求解系统.具体为：先基于离散单元法获取颗粒材料的主应力、主应变以及对应的应力-应变矩阵等数据;再将获取的数据利用人工神经网络算法构建在主空间上描述颗粒材料本构关系的人工神经网络模型;最后,通过用户自定义材料子程序UMAT将人工神经网络模型导入ABAQUS中求解颗粒材料边值问题.通过平板受压以及边坡稳定性数值试验,并与经典弹塑性模型求解结果进行对比,表明了训练后的人工神经网络模型能够有效地反映颗粒材料的本构关系,并能够运用于实践求解边值问题,验证了该求解方案的可行性.     

解非线性多解边值问题的异步并行打靶法

在多处理机(MIMD)上用异步并行打靶法来数值求解两点边值问题是最为有效的。这是因为求解过程中可以采用分区搜索的方法,而这种搜索过程几乎是完全独立地进行的.另一方面,非线性的具有多个解的数学物理问题的求解是一个比较困难的问题.因为采用通常的迭代法计算,有时很难求出全部解来(参看[1]、[2]),尤其是遇到所谓“排斥性不动点”(repulsive fixed point)时,一般迭代算法往往失败,而采用打靶法则可能将全部解求出来,如果打靶过程是数值稳定的话.用打靶法计算两点边值问题的文献很多(例如参看[3]、[4]).H.B.Keller 和 A.W.Wolfe[5]1965年就成功地应用打靶法来计算非线性分歧问题,后来有了迅速的发展(可参看文献[6]、[7]、[8]).     

基于径向基函数逼近的非线性动力系统数值求解

径向基函数具有形式简单、各向同性等优点.将径向基函数逼近的思想与加权余量配点法相结合,借鉴边值问题的求解,构造了一种求解非线性动力系统初值问题的数值方法.分析了几种较为成熟的非线性动力系统数值求解方法的优缺点.给出了实际算例,与已有方法对比,表明该方法计算过程简单、收敛性好、计算精度高.     

小波伽辽金有限元法在梁板结构中的应用

本文给出了基于小波尺度函数展开的高阶导数及其在伽辽金有限元法中有关联的导数乘积积分的计算格式，从而实现了将小波伽辽金法用于求解高于二阶导数微分方程边值问题的数值计算，使其在结构力学问题求解中成为可能·数值算例表明：本方法具有良好的计算精度·     

三维泊松方程的高精度多重网格解法

利用对称网格点泰勒展开式中各阶导数项明显的对称性,得到了数值求解三维泊松方程的四阶和六阶精度的紧致差分格式,其推导过程简便直接.为了克服传统迭代法在求解高维问题时计算量大、收敛速度慢的缺陷,采用了多重网格加速技术,设计了相应的多重网格算法,求解了三维泊松方程的Dirichlet边值问题.数值实验结果表明,本文所提出的高精度紧致格式达到了期望的精度并且多重网格方法的加速效果是非常显著的.     

具有p-Laplacian算子的高阶四点边值问题多重正解的存在性

通过应用Avery-Peterson不动点定理,研究了一类具有p-Laplacian算子的高阶四点边值问题,我们得到了这类边值问题至少存在三个正解.     

高阶非线性奇摄动微分方程的三点边值问题

本文讨论了一类高阶非线性奇摄动微分方程的三点边值问题.根据小参数的不同次幂,分情况补充相应的边界条件.运用边界层函数法,构造了形式渐近解,并得到解的存在唯一性和渐近解的一致有效性.最后用数值计算结果印证了结论.     

具有边梁加固的板弯曲问题的变分-差分方法研究

具有边梁加固的板的弯曲问题,其平衡方程模型为四阶椭圆型偏微分方程的边值问题,其中的自然边界条件涉及到了沿板边的切线和法线方向的高阶导数,对于非均匀、变厚度的板,该问题还具有"变系数"的特点.由问题的变分模型入手,应用变分-差分方法构造了该边值问题的一个差分格式.由于该方法能够结合平衡方程模型中的边界条件以消除沿板边的高阶导数项,因而,所得差分算子仅仅依赖于板面网格结点,并且保持了差分算子的对称、正定性质.同时,将已得算法在计算机上进行了数值模拟,并与现有文献进行了对比计算.结果显示本文所给出的算法具有较高的精确度,该算法将可用于定量地揭示板与边梁之间相互作用的规律,为工程设计提供参考依据.     

多步双变量Chebyshev谱配置方法求解初边值问题

提出了单步和多步双变量Chebyshev配置方法,用于求解非线性发展型偏微分方程的初边值问题.单步格式容易实施并且具有谱精度,并给出了多步方法的收敛性分析.数值实验表明:多步双变量Chebyshev谱配置方法在非线性发展型偏微分方程问题求解中是非常有效的,与理论分析一致,特别适合于长时间问题的数值模拟.