平面双调和问题的第一类边界积分方程的高精度求积方法与外推

借助位势理论,平面双调和方程的Dirichlet问题被转化为第一类边界积分方程组,本文使用新型的反常积分的求积公式构造出解造解此类边界积分方程的机械求积方法,证明了该方法具有O（h^3)阶精度和误差的h^3幂渐近展开,故借助Richardson外推还能提高精度阶。     

曲边多角形域上第一类边界积分方程的机械求积算法与分裂外推

This paper presents mechanical quadrature methods for solving first-kind boundary integral equations on polygonal regions, which possesses high accuracy O(h0^3)and low computing complexities. Moreover, the multivariate asymptotic expansion of the error with hi^3(i = 1,…,d) power is shown. Using the multi-parameter asymptotic expansion, we not only get a high precisioin approximation solution by means of the splitting extrapolation, but also derive a posteriori estimation.     

解平面弹性力学问题的边界积分方程的机械求积方法及其外推

１．引 言 考虑平面弹性力学内或外位移边值问题和内或外应力边值问题这里Ω是平面有界开集,Ωｃ是闭包Ω的补集,Γ是Ω或Ωｃ的边界,ｕ＝（ｕ１,ｕ２）是位移,ｎ＝（ｎ１,ｎ２）是Γ的外法向单位向量,δｉｊ＝（ｕｉ,ｊ＋ｕｊ,ｉ）／２是应变张量,λ和μ是Ｌａｍｅ常数,并且按张量计算规则：重复下标蕴含对该下标从１到２的求和． 使用直接边界元方法（１．１）与（１．２）皆可被转换为边界积分方程组这里αｉｊ（ｙ）是取决于ｙ∈Γ的常数,当ｙ是Γ的光滑点时,;式中是ｋｅｌｖｉｎ基本解,有以下表达式［５,７］这里ｒ＝…     

第二类弱奇异边界积分方程配置解的外推与超收敛

本文证明具有弱奇异核的第二类边界积分方程的线元配置解可以通过处推法提高精度,证明常元配置解内点有超收敛估计,这些结果对较困难的三维问题电予以讨论。     

平面定常Stokes问题的无奇异第一类边界积分方程

对无奇异边界积分方程归化法的研究,已有的结果都是针对直接变量的,其核心思想是利用刚体位移(包括刚体的转动和平移)或均匀场．然而,对第一类边界积分方程的无奇异边界归化法的研究,至今还未涉足．本文提交一种新方法,归化出平面定常Stokes问题的第一类无奇异边界积分方程,并建立完整的数值求解体系．一个简单的算例表明本文方法可获得理想的数值结果,特别是边界量的数值结果。     

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.     

高精度特征解及其外推求解位势方程

根据位势理论,基本边界特征值问题可转化为具有对数奇性的边界积分方程.利用机械求积方法求解特征值和特征向量,以及利用这些特征解求解Laplace方程.特征解和Laplace方程的解具有高精度和低的计算复杂度.利用Anselone聚紧和渐近紧理论,证明了方法的收敛性和稳定性.此外,还给出了误差的奇数阶渐近展开.利用h3-Richardson外推,不仅误差近似的精度阶大为提高,而且,得到的后验误差估计可以构造自适应算法.具体的数值例子说明了算法的有效性.     

边界曲线积分方程的小波解法

The boundary measure method is applied to transfer the form of the integral equation in order to use the collocation method or Galerkin method. A simple way to computer the coefficients of the wavelet series is also introduced. The way presented in this paper can be used to solve PDE problem in the two dimension region with any form of boundary.     

三维重调和方程的双方程边界积分方程法

以守恒积分为工具,推导了三维重调和方程的新的边界积分方程,所得出的新方程与传统的边界积分方程相比较,降低了奇异性,避免了传统边界元方法中的强奇异积分的计算.对不同边界都采用第二类积分方程,得到了三维重调和方程的双方程方法.     

POISSON方程新的边界积分方程

POISSON方程边界值问题边界元法所应用的边界积分方程,其类型,关于未知位势导数是第一类积分方程,关于未知位势是第二类积分方程。本本文从格林公式出发,通过建立位势的单、双场守恒积分公式,推导出POISSON方程新的边界积分方程,其类型与经典方程相反,关于未知位势是第一类积分方程,关于未知位势导数是第二类积分方程。     

求解第一类积分方程的正则化—小波方法及其数值试验

1 方法的描述 第一类(Fredholm)积分方程是指形如 (1.1)的积分方程,其中核k(x,y)和右端函数f(x)给定,u(x)是未知函数.许多物理、化学、力学和工程应用问题都能导致第一类积分方程.求解第一类积分方程的一个本质性困难是方程的不适定性,即解的存在性、唯一性和稳定性遭到破坏.常用的数值方法有奇异值分解(SVD)方法、Tikhonov正则化方法、投影方法、正则化-样条方法、再生核方法等.本文提出一种新的正则化-小波方法,在第一类积分方程有多个解时,可以求出具有最小范数的数值解;如果原积分方程有唯一解,则所得的数值解收敛于准确解.数值试验表明,该方法是可行的. 我们在L~2[a,b]中考虑第一类(Fredholm)积分方程,即假设方程(1.1)中积分算子K∈L~2([a,b]×[a,b])及右端f(x)∈L~2[a,b]给定.为保证数值求解算法的稳定性,我们先用正则化方法处理该方程,将不适定问题化为泛函极值问题来求解,然后利用多重正交样条小波基构造求解格式.由于我们给出了直接计算低阶的多重正交样条小波基函数的一般公式,使得解法可以在计算机迅速实现.     

SPLITTING EXTRAPOLATIONS FOR SOLVING BOUNDARY INTEGRAL EQUATIONS OF LINEAR ELASTICITY DIRICHLET PROBLEMS ON POLYGONS BY MECHANICAL QUADRATURE METHODS

Taking hm as the mesh width of a curved edge Гm （m = 1, ..., d ） of polygons and using quadrature rules for weakly singular integrals, this paper presents mechanical quadrature methods for solving BIES of the first kind of plane elasticity Dirichlet problems on curved polygons, which possess high accuracy O（h0^3） and low computing complexities. Since multivariate asymptotic expansions of approximate errors with power hi^3 （i = 1, 2, ..., d） are shown, by means of the splitting extrapolations high precision approximations and a posteriori estimate are obtained.     

求解第一类Fredholm积分方程的多层迭代算法

本文先把正则化后的第二类积分方程分解为等价的一对不含积分算子K^*K、仅含积分算子K以及K^*的方程组, 再用截断投影方法离散方程组, 采用多层迭代算法求解截断后的等价方程组, 并给出了后验参数的选择方法, 确保近似解达到最优.与传统全投影方法相比, 减少了积分计算的维数, 保持了最优收敛率. 最后, 算例说明了算法的有效性.     

解轴对称Laplace方程的间接边界积分方程的机械求积法与分裂外推算法

1引 言函数u∈C2(V)∩ C(V)称为内(外)问题的解,如果u分别满足下面Laplace方程的Dirichlet问题{△u(x)=0,x∈vUVc u(x)=h(x),x∈S这里,x=(x1,x2,x3),V CR3由二维有界连通区域Ω绕z轴旋转而成,S=(O)V是它的边界由分段光滑的曲线Г绕z轴旋转而成,n是V的外单位法向,(V)=VUS,Vc=R3＼(V).对于外问题要求u在无穷远处满足正则性条件,即当｜x｜→∞时,u(x)=O(1/(｜x｜),▽(u(x))=O(1/｜x｜2·根据单层位势理论[3],(1.1)可以转化为第一类的边界积分方程h(x0)=∫s(u)*(x;x0)ρ(x)dS,(ν)x0∈S,这里,ρ(x)是边界S上连续分布的密度函数,(u)*(x;x0)=1/4π｜x- x0｜是三维Laplace方程的基本解,｜x-x0｜表示x和x0之间的距离.     

输运方程特征值问题的高精度求积方法

<正>1引言考虑平板各向异性散射和裂变的输运方程:其中,2a为平板厚度.-a≤x≤a,-1≤μ,μ′≤1,V是临界特征值.如何求解输运方程的最大的简单特征值问题是一个重要课题[1].关于它的存在性已     

MULTILEVEL AUGMENTATION METHODS FOR SOLVING OPERATOR EQUATIONS

We introduce multilevel augmentation methods for solving operator equations based on direct sum decompositions of the range space of the operator and the solution space of the operator equation and a matrix splitting scheme. We establish a general setting for the analysis of these methods, showing that the methods yield approximate solutions of the same convergence order as the best approximation from the subspace. These augmentation methods allow us to develop fast, accurate and stable nonconventional numerical algorithms for solving operator equations. In particular, for second kind equations, special splitting techniques are proposed to develop such algorithms. These algorithms are then applied to solve the linear systems resulting from matrix compression schemes using wavelet-like functions for solving Fredholm integral equations of the second kind. For this special case, a complete analysis for computational complexity and convergence order is presented. Numerical examples are included to demonstra     

EXTRAPOLATION AND DEFECT CORRECTION FOR DIFFUSION EQUATIONS WITH BOUNDARY INTEGRAL CONDITIONS

1IntroductionIn[8],we11avestudiedparabolicintegrodifferentialequationswithhomogeneousboundaryconditionsbyextrapolatiollandcorrectionmethods,andderivedGalerkinapproximationsofthirdorder.Nowweturntodiffusionequationswithboundaryintegralconditions.Letfibearectangulardomain.Weareconcernedwitlltheapproximationtothesolutionofthemodelproblemwheren(x,y)=(m(x,y),"Z(x,y))istheouter--normaldirectiononoff.2GlobalExtrapolationFirstofall,wediscussextrpolationfortheproblem(1.l).Throughouttilepaper,weassum…