RTFHM应用于DDE实时数值仿真及数值稳定性分析

几年前 ,有人分别从不同的角度构造了一类用常微分方程描述的动力学系统的实时仿真快速混合算法RTFHM ,将这类算法应用到延迟微分方程的实时数值仿真 ,并讨论了对线性常系数延迟微分方程测试模型的数值稳定性。数值试验结果表明 ,RTFHM对线性和非线性的非刚性延迟微分方程都是有效的。     

一类组合两步连续RK-Rosenbrock方法

对于一个大的刚性延迟微分方程系统,除了延迟分量给予系统影响外,还常常会出现系统的解分量有的变化很快,而有的变化很慢的情况。此时,可以把大的刚性延迟微分方程系统分解成为两个耦合的子系统,一个是描述系统快变部分的刚性延迟子系统,另一个是描述系统慢变部分的非刚性延迟子系统。对于分解的刚性延迟微分方程大系统,构造了一类用于求解刚性延迟微分方程的组合两步连续RK-Rosenbrock方法,讨论了方法的构造,方法的阶条件,证明了方法的收敛性,分析了方法的稳定性,数值试验表明方法是有效的。     

中立型离散-分布式延迟系统的Rosenbrock数值仿真方法

在已有常微分方程数值方法的基础上,通过使用适当复合求积公式离散化分布项等技巧,构造了求解非线性中立型离散-分布式延迟系统的Rosenbrock数值仿真方法。针对线性测试系统分析了该方法的渐近稳定性,并给出了一些判据。数值例子验证了该方法的计算有效性及所获稳定性结论。     

B-收敛结果的一个拓展

研究了一般线性方法(GL方法)关于一类刚性延迟系统的D-收敛性,通过拓展刚性常微分方程数值方法的B-收敛结果,一些新的判定刚性延迟系统数值方法D-收敛阶的准则被导出。在文末,数值例子阐明所获理论结果。     

奇异延迟微分方程数值仿真的两步连续Runge-Kutta方法

提出在当前的积分步内计算级值时，放松延迟对计算的影响的思想，构造了一类奇异延迟微分方程数值仿真的两步连续Runge-Kutta方法(TSCRK)，讨论了方法的构造，方法阶条件，证明了方法的收敛性，分析了方法的稳定性。这类方法具有优良的稳定性和较高的阶级，并保持了显式的求解过程。数值试验表明方法是有效的。     

一类刚性动力学系统实时数值 仿真的组合方法*

本文提出一类分解的刚性动力学系统数值仿真的实时RK-Rosenbrock(RTCRKR)组合方法，分别运用Rosenbrock方法和显式RK方法求解刚性和非刚性子系统。文章讨论了这类组合方法的构造、收敛性和数值稳定性。数值仿真试验表明这类方法是有效的。     

刚性Volterra泛函微分方程算法理论及高效算法

首先介绍刚性Volterra泛函微分方程的稳定性理论及其数值方法的B理论。这项工作为刚性延迟微分方程、刚性积分微分方程以及其它各种类型的刚性泛函微分方程的研究提供了统一的理论基础。其次以该理论为指针推荐高效算法，其中包括向后Euler方法、二阶BDF方法、并行多值混合方法及实特征值多步Runge—Kutta法。     

求解延迟微分方程的ROSENBROCK方法的渐近稳定性

数值求解延迟微分方程的Rumge-kutta方法和θ－方法已经有了较深入的研究。本文适当改造求解微分方程的Rosenbrock方法，构造了一类求解延迟微分方程的Rosenbrock方法，证明了这类方法是GP－稳定的，而且这类方法的GP－稳定性与求解常微分方程的Rosenbrock方法的A－稳定性等价，数值试验表明这类方法是有效的。     

一类刚性大系统实时数值仿真的并行组合方法

本文提出了一类分解的刚性大系统数值仿真的实时并行组合方法。利用系统并行化与方法并行化相结合,分别应用并行Ｒｏｓｅｎｂｒｏｃｋ方法和并行ＲＫ方法并行计算机上并行求解刚性和非刚性子系统。讨论了该并行组合方法的构造、收敛性、数值稳定性,并进行了数值仿真试验。     

一类刚性动力学系统实时数值仿真的组合方法

本文提出一类分解的刚性动力学系统数值仿真的实时ＲＫＲｏｓｅｎｂｒｏｃｋ（ＲＴＣＲＫＲ）组合方法，分别运用Ｒｏｓｅｎｂｒｏｃｋ方法和显式ＲＫ方法求解刚性和非刚性子系统。文章讨论了这类组合方法的构造、收敛性和数值稳定性。数值仿真试验表明这类方法是有效的。     

一类两步方法的延迟依赖稳定性

讨论实系数延迟微分方程线性多步法的延迟依赖稳定性。重点致力于解析稳定区域和数值方法稳定区域的比较。对一类含有一个自由参数的两步方法，获得了数值稳定区域包含解析稳定区域的条件。数值试验证实了所获理论结果。     

改进的向后微分公式

采用增加方法步数的办法构造了两类求解刚性微分方程的改进的向后微分公式IBDF1及IBDF2。理论分析和数值试验表明,这两类新方法在较大地改善了BDF的稳定性的同时保持了BDF原有的主要优点。     

数值求解多延迟中立型系统的渐近稳定性

给出并证明了多延迟中立型系统渐近稳定的克分条件；分析了用线性多步法求解多延迟中立型系统数值解的稳定性，基于Lagrange插值，证明了数值求解多延迟中立型系境的线性多步法渐近稳定的充分必要条件是它是A-稳定的．     

分解刚性大系统数值仿真并行算法

针对一类分解的刚性大系统，根据系统分割的思想，提出了组合ＲＫ－Ｒｏｓｅｎｂｒｏｃｋ方法，将方法分割和系统分割的思想相结合，构造了并行组合方法。对于提出的并行算法，比较系统地研究了算法的构造以及它们的收敛性和数值稳定性，并在微机和多处理机上进行了数值仿真试验。     

刚性泛函微分方程几类数值方法的测试和比较

为求解非线性刚性Volterra泛函微分方程推荐几类高效计算方法。通过数值试验进一步证实了李寿佛建立的泛函微分方程数值方法B-理论及有关猜测的正确性。同时通过对数值结果进行分析和比较，详细说明了不同计算方法各自具有的特色和优势，为从事大规模刚性问题科学与工程计算的工程技术人员提供了选择计算方法的依据。