一类边值问题的有限差分牛顿型方法

本文利用微分方程的非线性差分格式的特殊结构，提出了一种新的牛顿型方法求解非线性差分方程，若新方法每步不队加计算非线性方程组的函数值，那么新自满收敛速度可在室Ｒ－１＋√４／２阶；若新方法每步附加计算一个非线性方程组的向量函数值，那么新算法收敛速度可达到Ｑ－平方阶。     

高阶偏微分方程与正对称方程组

Friedrichs,K.O.,Lax,P.D.等人所建立的一阶正对称方程组理论在国内有不少研究。这些工作沿着两个不同的方向,一个方向是将高阶方程(例如混合型方程)定解问题化成一阶正对称方程组进行研究。另一方向是推广Friedrichs-Lax理论到高阶,用以直接研究高阶方程的定解问题。本文将研究高阶方程与一阶正对称方程组的关系。     

由Dirichlet到Neumann映射重构平面上椭圆型方程对流系数的一种方法

讨论了由Dirichlet到Neumann映射重构平面上二阶椭圆型方程的对流系数的问题. 这是一个高度非线性和不适定的问题. 利用广义解析函数理论和关于一阶椭圆型方程组的逆散射方法的技巧, 给出了一种构造性方法.     

三级四阶显式辛R-K-N格式的完全构造

s级p阶辛Runge-Kutta-Nystr\"om(R-K-N)方法的一种充要条件是用关于参数的非线性方程组来表示的,辛R-K-N格式的构造问题因而转化为该方程组的求解问题. 在一些特殊的限定条件下, 已有该方程组在s=3,p=4时的两组解,即得到了两个三级四阶显式辛格式. 对于s=3,p=4情形,基于吴方法,利用计算机代数系统Maple及软件包wsolve给出了对应的非线性方程组的全部解, 这样就构造了所有的三级四阶显式辛R-K-N格式, 并证明了三级四阶显式辛R-K-N方法所满足的条件方程有冗余. 数值实验结果显示出新的辛格式在一定的条件下有着较好的误差精度.     

首次积分法求时空-分数阶MkdV-ZK方程新的精确解

为了给物理学中的动力学行为研究提供依据,更好解释一些物理现象.首先使用分数阶复变换将时空-分数阶MKdV-ZK方程转换为非线性常微分方程组,其次使用除法定理寻求常微分方程组的首次积分,最后使用首次积分求解出原方程的许多精确解,得到了时空-分数阶MKdV-ZK方程的新精确解.数值结果表明首次积分法是有效的,该方法具有简单便捷等优点.     

一维一阶拟线性双曲型方程组的有限元法误差分析

一、引 言 对于一阶线性偏微分方程和一阶线性双曲型方程组的有限元方法的误差分析,已有不少结果。本文讨论的是一类拟线性双曲型方程组的有限元方法的误差问题. 本文的结果对N个方程的方程组成立。为了方便起见,考虑如下的二个方程的方程组:     

浅水长波近似方程组的拟小波解

以浅水长波近似方程组为例,提出了拟小波方法求解(1 1)维非线性偏微分方程组数值解,该方程用拟小波离散格式离散空间导数,得到关于时间的常微分方程组,用四阶Runge-K utta方法离散时间导数,并将其拟小波解与解析解进行比较和验证.     

大范围求解非线性方程组的指数同伦法

为了解决关于奇异的非线性方程组求根问题,提出了一种由同伦算法推出大范围收敛的连续型方法-指数同伦法,构造了一类指数同伦方程,克服了Jacobi矩阵的奇异,分析了指数同伦方     

机械求积法及其外推算法求解Helmholtz非线性边界积分方程

当Helmholtz微分方程转化为非线性边界积分方程后,可以利用机械求积法求得近似解,此方法具有较高的收敛精度阶O(h3)和较低的计算复杂度.构造机械求积法时,一个非线性方程系统通过离散非线性积分方程得到.此外,每个矩阵元素的值都不需要计算任何奇异积分.根据渐近紧理论和Stepleman定理,整个系统的稳定性和收敛性得到了证明.利用h3-Richardson外推算法,收敛精度阶可以提高到O(h5).为了求解非线性方程组,利用Ostrowski不动点定理研究了Newton的解的收敛性.几个算例从数值上说明了本算法的有效性.     

一类分数阶Langevin方程block-by-block算法的数值分析

分数阶Langevin方程有重要的科学意义和工程应用价值,基于经典block-by-block算法,求解了一类含有Caputo导数的分数阶Langevin方程的数值解.Block-by-block算法通过引入二次Lagrange基函数插值,构造出逐块收敛的非线性方程组,通过在每一块耦合求得分数阶Langevin方程的数值解.在0<α<1条件下,应用随机Taylor展开证明block-by-block算法是3+α阶收敛的,数值试验表明在不同α和时间步长h取值下,block-by-block算法具有稳定性和收敛性,克服了现有方法求解分数阶Langevin方程速度慢精度低的缺点,表明block-by-block算法求解分数阶Langevin方程是高效的.     

求解m阶非线性Volterra-Fredholm型积分微分方程的一种算法

针对m阶非线性Volterra-Fredholm型积分微分方程,利用勒让德-伽辽金方法进行求解.勒让德多项式被选作基函数,通过基函数与残差正交得到有限维方程组,求解有限维方程组得到待定系数,便能求出方程的近似解.一些数值算例的给出证明了方法的可行性和有效性.     

非线性波动方程的交替显-隐差分方法

1．引言众所周知，非线性波动方程在自然科学领域有广泛的物理背景，诸如物理、化学反应方程，机械动力学方程，地球物理与大气海洋方程等．差分方法求解非线性波动方程已有研究，如［1］和IZ］就给出了非线性波动方程组的显式和隐式差分格式以及收敛性分析．虽然古典的显式差分格式易于并行计算，但是它的稳定性条件差（条件稳定）；古典的隐式差分格式稳定性条件好（绝对稳定）；但对非线性问题，一般需要线性化，然后求解一个线性代数方程组，并行计算能力差．本文正是在这样一种前题下，给出了一维问题的一种交替分段显一隐差分格式，…     

非线性双曲型守恒方程(组)的有限元分析

关于一阶线性双曲型方程有限元方法的计算格式及误差估计,G.A.Baker已在[1]中做过分析。本文将发展这个方法考察非线性守恒方程(双曲型)的初边值问题,得到了更一般的结论。这里对非线性项的处理类似于Axelsson在[2]中关于二阶拟线性抛物型方程混合问题所提出的方法。 对于非线性双曲型守恒方程组,在一定的条件下,也能得到这个结果,这样的条件在[3]或[4]中已讨论过。     

一类几何流方程周期解的爆破

研究双曲平均曲率流中一类几何流方程周期解的爆破问题.引入合适的黎曼不变量,将该方程化为对角型的一阶拟线性双曲型方程组.该方程组在Lax意义下不是真正非线性的.假设初值是周期的,且在一个周期内全变差很小,此外假设初值还满足一定的结构条件,可以证得该几何流方程的周期解必在有限时间内发生爆破,解的生命跨度估计可以给出.     

区域分裂法求非线性抛物方程的扩张混合元解

针对非线性抛物方程,给出了全离散的扩张混合元格式,利用一个建立在非重叠型区域分裂技巧上的并行迭代法求解了最后的非线性代数方程组,证明了迭代法的收敛性并给出了最优阶的误差估计.     

一类非线性分数阶发展方程的新精确解

利用exp(-Φ(ξ)展开法,分别得到非线性分数阶Phi-4方程,非线性分数阶foam drainage方程,非线性分数阶SRLW方程的新精确解.实践证明,方法简洁方便,对于研究非线性分数阶发展方程具有十分重要的意义.     

带常系数的Cauchy型奇异积分方程的快速方法

Petrov-Galerkin 方法是研究Cauchy型奇异积分方程的最基本的数值方法. 用此方法离散积分方程可得一系数矩阵是稠密的线性方程组. 如果方程组的阶比较大, 则求解此方程组所需要的计算复杂度则会变得很大. 因此, 发展此类方程的快速数值算法就变成了必然. 该文将就对带常系数的Cauchy型奇异积分方程给出一种快速数值方法. 首先用一稀疏矩阵来代替稠密系数矩阵, 其次用数值积分公式离散上述方程组得到其完全离散的形式,然后用多层扩充方法求解此完全离散的线性方程组. 证明经过上述过程得到方程组的逼进解仍然保持了最优阶, 并且整个过程所需要的计算复杂度是拟线性的. 最后通过数值实验证明结论.     

关于求解非线性耦合Schrdinger方程的Sonnier-Christov格式

该文对求解非线性耦合Schrdinger方程的Sonnier-Christov格式进行了数值分析,证明了格式关于L_2范数的稳定性和二阶收敛性,运用Brouwer不动点定理证明了差分解的存在唯一性,给出一个求解非线性差分方程组的迭代算法并证明了算法的收敛性,最后对双孤立波的碰撞进行了模拟.     

关于预报──校正方法的注记

关于预报──校正方法的注记汪先光（苏州丝绸工学院）在讨论常微分方程初值问题数值解法时。一般针对一阶方程：建立计算格式。这些格式也适用于一阶方程组。而高阶方程可以转化为一阶方程组。所以这些格式也适用于一般高阶方程。求解（１）的数值计算格式可分为二大类，...     

形变Boussinesq方程的对称群及其行波解

讨论具有方程组形式的形变Boussinesq方程的对称群及其行波解.通过研究方程组所允许的Lie对称群得到该方程组的解有行波解,并将方程组约化为非线性的常微分方程组,再利用广义-Tanh方法,得到形变Boussinesq方程的行波解.