广义非线性Sin-Gordon方程的整体解及数值计算

本文考察了一类广义非线性Sin-Gordon方程的周期初值问题，利用非线性Galerkin方法，证明了其整体解的存在性和唯一性，并给出了其有界吸引集的存在性．构造了全离散的Fourier拟谱显格式，利用有界延拓法证明了其格式的收敛性与稳定性，并给出了误差估计、算法分析及计算复杂度，最后，通过数值例子，检验了理论结果的可信性．为对此模型的数值分析提供了理论基础和一个有效的算法．     

具有磁场效应的非线性Schroedinger方程组的拟谱方法

考察一类具有磁场效应的非线性Ｓｃｈｒｏｅｄｉｎｇｅｒ方程组的周期初值问题，构造了全离散地Ｆｏｕｒｉｅｒ拟谱格式，利用有界延拓法，证明了其格式的收敛性与稳定性，并给出了误差估计及其算法分析，为对此模型的数值分析提供了理论基础和一个有效的算法，最后，通过数值例子，检验了理论结果的可信性。     

Sine-Gordon方程的多辛Leap-frog格式

非线性发展方程由于具有多种形式的解析解而吸引着众多的研究者,借助多辛保结构理论研究了Sine-Gordon方程的多辛算法．利用Hamilton变分原理,构造出了sine-Gordon方程的多辛格式;采用显辛离散方法得到了Leap-frog多辛离散格式,该格式满足多辛守恒律;数值结果表明leap-frog多辛离散格式能够精确地模拟sine-Gordon方程的孤子解和周期解,模拟结果证实了该离散格式具有良好的数值稳定性．     

一维非线性Schrdinger方程的两个无条件收敛的守恒紧致差分格式

本文对一维非线性Schrdinger方程给出两个紧致差分格式,运用能量方法和两个新的分析技巧证明格式关于离散质量和离散能量守恒,而且在最大模意义下无条件收敛.对非线性紧格式构造了一个新的迭代算法,证明了算法的收敛性,并在此基础上给出一个新的线性化紧格式.数值算例验证了理论分析的正确性,并通过外推进一步提高了数值解的精度.     

Sobolev方程的特征混合有限元方法

本文针对Sobolev方程提出了一种新型数值模拟方法一特征混合有限元方法．该方法对方程的对流部分采用沿特征线的后退差分格式求解，以保证较小的截断误差限并避免了在流动的锋线前沿数值弥散现象的出现；对流动的扩散部分采用最低次混合元方法求解，以保证格式可同时逼近未知函数及伴随向量函数．由于该方法中检验函数可取分片常数，此格式在某种意义上具有局部守恒性质．通过严格的数值分析，建立了格式对待求函数及伴随向量的最优L2误差分析理论．     

一维非线性Schrödinger 方程的两个无条件收敛的守恒紧致差分格式

本文对一维非线性 Schrödinger 方程给出两个紧致差分格式, 运用能量方法和两个新的分析技 巧证明格式关于离散质量和离散能量守恒, 而且在最大模意义下无条件收敛. 对非线性紧格式构造了 一个新的迭代算法, 证明了算法的收敛性, 并在此基础上给出一个新的线性化紧格式. 数值算例验证 了理论分析的正确性, 并通过外推进一步提高了数值解的精度.     

带漂移的单侧正规化回火分数阶扩散方程的Crank-Nicolson拟紧格式

基于已有的针对单侧正规化回火分数阶扩散方程的三阶拟紧算法,将该算法的思想应用于带漂移的单侧正规化回火分数阶扩散方程的数值模拟,并结合Crank-Nicolson方法导出数值格式.证明了数值格式的稳定性与收敛性,且数值格式的时间收敛阶和空间收敛阶分别是二阶和三阶.通过数值试验验证了数值格式的有效性和理论结果.     

一类非线性Schr(o)dinger方程的守恒差分法与Fourier谱方法

考察了一类带导数项的非线性Schrodinger方程的周期边值问题，提出了一种守恒的差分格式，在空间方向上采用Fourier谱方法，证明了格式的稳定性和收敛性．数值试验得到了与理论分析一致的结果．     

一维单个守恒律的一类二阶、几乎熵耗散的格式

本文考虑一维单个守恒律方程，对其设计了一个基于熵耗散的非线性守恒型差分格式．本格式的数值流函数是Lax-Freidrichs格式和Lax-Wendroff格式数值流函数的凸组合，凸组合中的系数是由考虑耗散熵来决定的．这样在解的光滑区域内，格式几乎、甚至完全是Lax-Wendroff格式，而在解的间断处，格式几乎、甚至完全是Lax—Freidrichs格式．从而消除了间断附近的非物理振荡，实现了计算的非线性稳定性．理论分析表明本格式在解的非极值点处是二阶精度的，而在解的极值点处至少有一阶精度．数值试验表明格式是有效的．     

Burgers方程的一类交替分组方法

对于Burgers方程给出了一组新的Saul'yev型非对称差分格式，并用这些差分格式构造了求解非线性Burgers方程的交替分组四点方法．该算法把剖分节点分成若干组，在每组上构造能够独立求解的差分方程．因此算法具有并行本性，能直接在并行计算机上使用．章还证明了所给算法线性绝对稳定．数值试验表明，该方法使用简便，稳定性好，有很好的精度。     

求解一维定常对流扩散反应方程的混合型紧致差分格式

借助显式紧致格式和隐式紧致格式的思想,基于截断误差余项修正,并结合原方程本身,构造出了一种求解一维定常对流扩散反应方程的高精度混合型紧致差分格式.格式仅用到三个点上的未知函数值及一阶导数值,而一阶导数值利用四阶Pade格式进行计算,格式整体具有四阶精度.数值实验结果验证了格式的精确性和可靠性.     

一类多维非线性反应扩散方程有限差分格式的稳定性问题(英文)

本文研究了一类多维线性反应扩散方程差分格式的稳定性.利用量未知元方法,建立了具有增量未知元的有限差分格式;然后利用非线性Galerkin方法,得到该差分格式的稳定性条件.通过对该格式的稳定性分析,说明和经典的差分格式的稳定性相比较,带有增量未知元的有限差分格式的稳定性得到了提高.     

一种登陆作战兵力上船装载方案优化计算方法

建立登陆作战兵力上船装载方案优化模型,针对大规模登陆作战兵力上船装载方案确定问题特点,提出一种用需装载兵力、可用舰船和可用泊位类型排列表示方案的方案编码方法,称为方案的类型排列基因码.给出排列基因码生成及进化方法,实现装载方案的遗传优化.计算结果表明,使用该方法可以在较短时间内得到较好的上船装载方案.     

色散方程的一类本性并行的差分格式

对一维色散方程给出了本性并行的一般的交替差分格式，证明了该类格式的绝对稳定性已有的交替分组显格式(AGE)是该类格式的特例．作为特例，进一步得到交替分段显一隐格式(ASF-I)和交替分段Crank-Nicolson格式(ASC-N)．数值实验比较了这几个格式数值解的精确性．     

MKdV方程的多辛Fourier拟谱方法

基于谱微分矩阵方法,给出MKdV方程的多辛Fourier拟谱格式及其相应多辛离散守恒律,证明了它等价于通常的Fourier拟谱格式．数值结果表明,格式对于长时间计算具有稳定性与高精度．     

A dynamically optimized finite difference scheme for Large-Eddy Simulation

A low-dispersive dynamic finite difference scheme for Large-Eddy Simulation is developed. The dynamic scheme is constructed by combining Taylor series expansions on two different grid resolutions. The scheme is optimized dynamically through the real-time adaption of a dynamic coefficient according to the spectral content of the flow, such that the global dispersion error is minimal. In the case of DNS-resolution, the dynamic scheme reduces to the standard Taylor-based finite difference scheme with formal asymptotic order of accuracy. When going to LES-resolution, the dynamic scheme seamlessly adapts to a dispersion-relation preserving scheme. The scheme is tested for Large-Eddy Simulation of Burgers equation. Very good results are obtained.     

An efficient TVD‐WENO method for conservation laws

In this article, we present a high‐resolution hybrid scheme for solving hyperbolic conservation laws in one and two dimensions. In this scheme, we use a cheap fourth order total variation diminishing (TVD) scheme for smooth region and expensive seventh order weighted nonoscillatory (WENO) scheme near discontinuities. To distinguish between the smooth parts and discontinuities, we use an efficient adaptive multiresolution technique. For time integration, we use the third order TVD Runge‐Kutta scheme. The accuracy of the resulting hybrid high order scheme is comparable with these of WENO, but with significant decrease of the CPU cost. Numerical demonstrates that the proposed scheme is comparable to the high order WENO scheme and superior to the fourth order TVD scheme. Our scheme has the added advantage of simplicity and computational efficiency. Numerical tests are presented which show the robustness and effectiveness of the proposed scheme.© 2008 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq, 2009     

An Analysis of the Blended Three-Step Backward Differentiation Formula Time-Stepping Scheme for the Navier-Stokes-Type System Related to Soret Convection

In this article, we investigate the stability and convergence of a new class of blended three-step Backward Differentiation Formula (BDF) time-stepping scheme for spatially discretized Navier-Stokes-type system modeling Soret driven convective flows. A Galerkin mixed finite element spatial discretization is assumed, and the temporal discretization is by the implicit blended three-step BDF scheme. The blended BDF scheme is more accurate than the classical second order accurate two-step BDF (BDF2) scheme, yet strongly A-stable. We consider an implicit, linearly extrapolated version of the scheme to improve its efficiency. We present optimal finite element error estimates and prove the scheme is unconditionally stable and convergent. Numerical experiments are presented that compare the scheme to the classical BDF2 scheme.     

求解一维非定常对流扩散反应方程的高精度紧致差分格式

提出了数值求解一维非定常对流扩散反应方程的一种高精度紧致隐式差分格式,其截断误差为O(τ~4+τ~2h~2+h~4),即格式整体具有四阶精度.差分方程在每一时间层上只用到了三个网格节点,所形成的代数方程组为三对角型,可采用追赶法进行求解,最后通过数值算例验证了格式的精确性和可靠性.     

Upwind compact finite difference scheme for time-accurate solution of the incompressible Navier-Stokes equations

This article presents a time-accurate numerical method using high-order accurate compact finite difference scheme for the incompressible Navier-Stokes equations. The method relies on the artificial compressibility formulation, which endows the governing equations a hyperbolic-parabolic nature. The convective terms are discretized with a third-order upwind compact scheme based on flux-difference splitting, and the viscous terms are approximated with a fourth-order central compact scheme. Dual-time stepping is implemented for time-accurate calculation in conjunction with Beam-Warming approximate factorization scheme. The present compact scheme is compared with an established non-compact scheme via analysis in a model equation and numerical tests in four benchmark flow problems. Comparisons demonstrate that the present third-order upwind compact scheme is more accurate than the non-compact scheme while having the same computational cost as the latter.