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高阶CIP数值方法及其在相关物理问题中的应用 总被引:1,自引:0,他引:1
利用函数的高阶空间导数值构建其高次插值,得到高阶CIP(Constrained Interpolation Profile)数值算法,并在此基础上模拟研究等离子体物理中著名的伏拉索夫-泊松(Vlasov-Poisson)方程相关物理问题.高阶CIP数值方法具有更高数值精度,从而可以在同等精度的情况下减少计算格点数,加速数值计算速度. 相似文献
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利用高阶窗函数结合连分式展开等技术研究并建立一种水平层状各向异性介质中电磁场并矢Green函数的快速有效算法. 首先借助于高阶窗函数将构成并矢Green函数的Sommerfeld积分转化成广义快速下降路径上积分,并给出高阶窗函数Hankel变换的一种新的更高阶幂级数展开式以及严格的Lommel函数表达式,以满足在全空间上高精度计算并矢Green函数的要求. 在此基础上,用Bessel函数的零点将积分路径划分成一系列小区间并通过改进的自适应Gauss求积公式确定各个小区间上的积分值,然后引入连分式展开法对各个区间上的积分值求和,从而使整个积分的收敛效率得到大大提高. 最后通过数值结果验证本方法的有效性.
关键词:
高阶窗函数
连分式展开
并矢Green函数
层状各向异性介质 相似文献
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Ҧ �� 《核聚变与等离子体物理》2018,38(1):29-33
为了在数值计算中保持哈密顿系统的辛几何结构不变,利用辛几何算法得到了在线性哈密顿系统中射线追踪方程的一般辛差分格式。通过具体算例,利用辛几何算法计算了波在非磁化等离子体中的传播轨迹,并且与传统Runge-Kutta-Fehlberg算法所得结果进行了比较。利用辛几何算法所得传播轨迹与解析解一致,其色散函数值的误差随时间线性增长,能在长时间内保持色散函数值在一个很小的误差范围内。利用传统的Runge-Kutta-Fehlberg算法所得传播轨迹与解析解不一致,其误差随时间做大幅振荡增加。计算结果表明辛几何算法在保持传播轨迹和色散函数值方面具有独特的优势。 相似文献
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姚琨 《核聚变与等离子体物理》2018,(1)
为了在数值计算中保持哈密顿系统的辛几何结构不变,利用辛几何算法得到了在线性哈密顿系统中射线追踪方程的一般辛差分格式。通过具体算例,利用辛几何算法计算了波在非磁化等离子体中的传播轨迹,并且与传统Runge-Kutta-Fehlberg算法所得结果进行了比较。利用辛几何算法所得传播轨迹与解析解一致,其色散函数值的误差随时间线性增长,能在长时间内保持色散函数值在一个很小的误差范围内。利用传统的Runge-Kutta-Fehlberg算法所得传播轨迹与解析解不一致,其误差随时间做大幅振荡增加。计算结果表明辛几何算法在保持传播轨迹和色散函数值方面具有独特的优势。 相似文献
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本文基于积分方程法研究并建立了一种模拟横向同性介质中任意各向异性异常 体三维电磁响应的高阶广义扩展Born近似(Ho-GEBA)算法. 首先利用逐次迭代技术给出积分方程的广义级数展开解, 为保证其收敛性, 引入一种各向异性条件下满足压缩映射的迭代算子. 然后利用异常体区域分解技术, 并结合扩展Born近似原理, 得到各向异性介质三维电磁响应的Ho-GEBA解. 为提高效率, 计算过程中采用并矢Green函数的解析表达式. 最后通过数值计算实例对比验证了本文算法的有效性.
关键词:
高阶广义扩展Born近似
积分方程
电磁模拟
解析Green函数 相似文献
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为改善高阶容积卡尔曼滤波算法的滤波精度和鲁棒性, 提出了一种新的基于Huber的高阶容积卡尔曼滤波算法. 在采用统计线性回归模型近似非线性量测模型的基础上, 利用Huber M 估计算法实现状态的量测更新. 进一步结合高阶球面-径向容积准则的状态预测模块构成基于 Huber的高阶容积卡尔曼跟踪算法. 重点分析了Huber代价函数的调节因子对算法跟踪性能的影响. 通过对纯方位目标跟踪和再入飞行器跟踪两个实例验证了所提算法的跟踪性能优于传统高阶容积卡尔曼滤波算法. 相似文献
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We propose a new interpolation technique for the CIP method applied to curvilinear coordinates. The CIP method can hardly maintain third-order accuracy on curvilinear coordinates. The reason for the degeneracy in accuracies has not been discussed in detail. This paper reveals the problems of the CIP method on curvilinear coordinates and presents an improved CIP method to solve the advection equation accurately. The features of the presented method are: (1) the metric computation on the upwind stencil is defined in the same manner as in the advection phase of the CIP method; and (2) gradient values in the physical domain in the computation on the curvilinear coordinates are used. Various test problems show that the improved CIP method has approximate third-order accuracy. 相似文献
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Jianping Song Yu Feng Chenli Gan Long Li Yuanyuan Li Xiaojun Yu Hao Ge Ruiqiong Ma Chuangshe Li Xiangchen Zhang Yanpeng Zhang Keqing Lu 《中国光学快报(英文版)》2005,3(4)
Fifth-order attosecond sum-frequency polarization beat (FASPB) is studied in a cascade three level system with the phase-conjugation fourth-order coherence function theory. An improved schematic diagram of geometry, which is different from that inducing fifth-order femtosecond different-frequency polarization beat(FFDPB), is used to obtain FASPB. By analyzing the cases that pump beams have either narrow or broad bandwidth, it is found that the temporal behavior of the sum-frequency polarization beat signal depends on the properties of the lasers and transverse relaxation rate of the atomic energy-level system. Finally,the cascaded four-wave mixing (FWM) processes and the difference between attosecond and femtosecond polarization beats have been discussed, it is found that cascaded or sequential lower processes can often obscure the direct fifth-order polarization beat processes. 相似文献
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Fifth-order phase-sensitive detection of ultrafast polarization beats in cascade four-level system
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We study the colour-locked twin-noisy-field correlation effects in the fifth-order nonlinear susceptibility of ultrafast polarization beats in a cascade four-level system. More importantly, the fifth-order phase-sensitive heterodyne detection of ultrafast polarization beats has been exploited. The fifth-order nonlinear optical response can be controlled and modified through the colour-locked correlation of twin noisy fields. Thus, this method with the phase dispersion information is a good way to measure the real and imaginary parts of the fifth-order nonlinear susceptibility. 相似文献
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提出了一种比较系统的求解非线性发展方程精确解的新方法, 即试探方程法. 以一个带5阶 导数项的非线性发展方程为例, 利用试探方程法化成初等积分形式,再利用三阶多项式的完 全判别系统求解,由此求得的精确解包括有理函数型解, 孤波解, 三角函数型周期解, 多项 式型Jacobi椭圆函数周期解和分式型Jacobi椭圆函数周期解
关键词:
试探方程法
非线性发展方程
孤波解
Jacobi椭圆函数
周期解 相似文献
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An improved element-free Galerkin method for solving the generalized fifth-order Korteweg–de Vries equation
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In this paper, an improved element-free Galerkin (IEFG) method is proposed to solve the generalized fifth-order Korteweg-de Vries (gfKdV) equation. When the traditional element-free Galerkin (EFG) method is used to solve such an equation, unstable or even wrong numerical solutions may be obtained due to the violation of the consistency conditions of the moving least-squares (MLS) shape functions. To solve this problem, the EFG method is improved by employing the improved moving least-squares (IMLS) approximation based on the shifted polynomial basis functions. The effectiveness of the IEFG method for the gfKdV equation is investigated by using some numerical examples. Meanwhile, the motion of single solitary wave and the interaction of two solitons are simulated using the IEFG method. 相似文献
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对多车种LWR交通流模型,给出一种半离散中心迎风格式,该格式以五阶WENO-Z重构和半离散中心迎风数值通量为基础.WENO-Z重构方法的引入提高了格式的精度,并保证格式具有基本无振荡的性质.时间的离散采用保持强稳定性的Runge-Kutta方法.通过数值算例验证了格式的有效性. 相似文献