一类Poisson-Nernst-Planck方程的边平均有限元计算

针对一类三维Poisson-Nernst-Planck方程, 给出一种边平均有限元离散形式. 在适当的网格条件下, 该离散形式得到的总刚度矩阵为M-矩阵, 从而保证了数值解的非负性. 数值实验结果表明, 边平均有限元方法相比于标准有限元的CPU时间更短, 且误差较小.     

一类不确定性离散脉冲广义系统的有限时间滤波

通过研究含不确定性的一类离散脉冲广义系统的有限时间滤波问题,首先给出该系统的鲁棒H!滤波器存在的充分条件,然后对该滤波器的可解问题进行了讨论,并以线性矩阵不等式的形式给出滤波器解的方法.最后利用数值算例表明主要结果的可行性。     

无网格法求解分段连续型延迟偏微分方程

考虑了一类分段连续型延迟偏微分方程.首先分析了方程的解析解,给出了级数形式的解.其次采用无网格法求解了该类方程的数值解.利用θ-加权有限差分法对方程的时间变量进行离散,并利用Multiquadric(MQ)径向基函数和配点法建立了全离散格式.采用傅里叶分析法给出了数值方法稳定的条件.通过数值算例给出了方法的误差及验证了方法的有效性.     

一个单相自由边界问题的Legendre-Tau方法

论文讨论了用边界固定的方法结合使用Legendre-Tau方法来求解一个经典的单相自由边界问题的数值解,给出了Legendre-Tau方法的半离散和全离散格式;在时间方向用Crank-Nicolson离散格式,讨论其收敛性,并得到了在H1模下的误差估计.     

时滞离散系统的有限时间稳定性分析

本文主要研究了具有时变时滞的离散线性系统的有限时间稳定性问题。首先构造一个新颖的李雅普诺夫泛函,然后结合离散形式的Wirtiner-based不等式和倒凸不等式技巧,给出了系统有限时间稳定的线性矩阵不等式形式。最后,给出了一个数值实例来诠释了本文的方法能够减少系统的保守性以及通过数值仿真说明结果的可行性。     

带混合边界条件的单相自由边界问题的Legendre-Tau方法

讨论了用边界固定的方法结合使用Legendre-Tau方法来求解一个带混合边界条件的单相自由边界问题的数值解,给出了Legendre-Tau方法的半离散和全离散格式;在时间方向用Crank-Nicolson离散格式,讨论它们的收敛性.并在H1模下得到O(N1-r+△t2)的误差估计.参10.     

具有时变时滞的线性离散系统的稳定性新判据

讨论了含有时变状态时滞的离散时间的系统稳定性问题.通过定义一个恰当的Lyapunov泛函,并利用改进的自由权矩阵方法,结合一些不等式处理交叉乘积项定界问题,得到了一个新的时滞相关的渐近稳定判据.该判据用线性矩阵不等式的形式给出,其优点在于降低了现有文献结论的保守性.最后给出数值例子,说明本文结果的有效性和优越性.     

Sobolev方程的半有限元方法

对Sobolev方程采用半有限元法进行数值模拟.通过将空间变量和时间变量分离,得到Sobolev方程的离散格式.首先对空间变量应用有限元方法进行离散化,得到常微分方程组的初值问题;再对时间变量应用有限差分法进行离散化,得到一系列线性方程组,求解可得到Sobolev方程的数值解.本文从理论上推导出了本文所讨论的Sobolev方程半有限元算法的矩阵算法格式,分析了其可行性.在最后给出了数值例子,从数值例子中进一步验证了半有限元方法的可行性.     

Kepler问题的离散化和积分理论

引入差分离散变分原理,得到了Hamilton形式下的Kepler系统的差分方程、能量演化方程和系统的保辛数值算法格式,给出了离散Kepler系统的Noether定理.数值计算Kepler系统的运动轨迹、时间历程和守恒量,并和传统的4阶R-K方法比较,说明离散变分算法能够较好地保持系统的稳定性和具有较高的计算精度.     

具有状态饱和二维离散不确定时滞 系统的鲁棒稳定性分析

讨论基于FMMⅡ模型的具有状态饱和的一类二维(2-D)离散不确定时滞系统的鲁棒稳定性分析问题. 采用Lyapunov方法,分析了具有状态饱和的2-D离散时滞系统的渐近稳定性,给出了其稳定性判据. 在此基础上,给出了2-D离散不确定时滞系统鲁棒稳定的判据. 以上结果均为线性矩阵不等式(LMIs) 形式,易于在实际问题中应用. 数值算例说明了该判据的有效性.     

基于离散变分算子的非保守Hamilton系统的Lie对称性与守恒量

从力学的变分原理出发,得到了受非保守约束力的Hamilton系统的动力学方程的离散形式和能量演化方程,即保结构数值算法格式.给出了非保守Hamilton系统的离散Lie对称性判定方程;基于离散Noether定理推导出系统Noether守恒量的离散形式.最后举例说明本文结论的合理性.     

含时间参数的离散障碍期权偏微分布朗模型的Romberg解法

为提高down-and-out离散障碍期权定价问题的求解精度,降低计算复杂度,本文提出一种具有离散时间参数的障碍期权偏微分布朗模型的Romberg求解方法.首先,本文将down-and-out离散障碍期权问题建模为带有时间参数的几何Brownian运动模型,该模型采用与时间无关的对应时间变换进行偏微分方程的期权定价;然后将得到的时间独立的偏微分方程转化为简单的热传导方程的积分形式,并给出了离散障碍期权定价定理;最后,采用Romberg求解方法,本文对离散障碍期权Brownian模型进行了求解.数值试验结果验证了方法的有效性.     

基于Bates模型的欧式离散障碍期权定价

在标的资产价格满足Bates模型下讨论离散时间情形的欧式障碍期权定价.应用半鞅It?公式、随机过程在不同时间点上的多维联合特征函数、Girsanov测度变换以及Fourier反变换等随机分析方法,给出离散时间情形的欧式障碍期权价格的封闭式解,并利用数值计算实例分析了波动率参数对障碍期权价格的影响.研究结论对连续时间情形的障碍期权定价或其他路径依赖型期权定价十分有借鉴作用.     

具有脉冲作用的离散广义切换线性系统的稳定性

应用驻留时间方法和平均驻留时间方法研究了一类由脉冲作用的离散广义切换线性系统的稳定性,给出了系统指数稳定的充分条件,讨论了当平均驻留时间足够大且重设律是允许的,那么系统是全局指数稳定的,利用广义系统受限的等价性质具体给出重设律的设计方法.数值算例和仿真方法说明了本方法的有效性.     

状态时滞多采样率线性离散广义因果系统的最优输出调节器设计

研究了带有状态时滞的多采样率线性离散时间广义因果系统的最优输出调节器的设计问题.首先利用离散提升技术将原系统转化为形式上无时滞的系统.再通过等价变换,利用系统的因果性特点将其化为一个正常系统.继续对系统进行离散提升,导出一个形式上简单的单采样率系统.然后将原系统的二次性能指标函数修正为单采样率系统的二次性能指标函数,进而利用最优调节原理,得到其最优调节器.再经过变换,得到多采样率系统的最优输出调节器.同时对导出的单采样率系统的能稳定性和能检测性进行了讨论,给出了严格的数学证明.最后的数值仿真表明,本文所设计的最优调节器是有效的.     

具有时变时滞的线性离散系统的稳定性新判据

讨论了含有时变状态时滞的离散时间的系统稳定性问题。通过定义一个恰当的Lyapunov泛函,并利用改进的自由权矩阵方法,结合一些不等式处理交叉乘积项定界问题,得到了一个新的时滞相关的渐近稳定判据。该判据用线性矩阵不等式的形式给出,其优点在于降低了现有文献结论的保守性。最后给出数值例子,说明本文结果的有效性和优越性。     

基于离散时间观测的神经网络的随机镇定

主要讨论了离散时间观测下的神经网络的随机镇定.首先,通过使用伊藤公式、Gronwall不等式、Burkholder-Davis-Gandy不等式等,证明得到离散时间观测的神经网络随机镇定的条件.其次,利用数值例子来对结论加以证明.     

一类具有混合时滞的神经网络指数稳定性分析

讨论了一类具有混合时滞(包含离散和分布时滞)的人工神经网络的指数稳定性问题.通过将时滞区间分为不等的两部分,并结合倒数凸方法,得到了系统指数稳定的新判据,判据以线性矩阵不等式的形式给出.最后用两个数值实例说明了所得结论的有效性与更小的保守性.     

非定常N-S方程迎风有限元方法的后验误差估计

对求解二维有界区域上非定常Navier-Stokes方程的迎风有限元格式定义了时间离散和空间离散误差估计器,给出了离散误差的整体上界和局部下界.这些估计器均可以由数值解算得.     

分布阶最优控制问题的Petrov-Galerkin谱方法数值模拟

研究了一类分布阶微分方程最优控制问题的Petrov-Galerkin谱方法数值模拟.首先利用拉格朗日泛函推导出一阶最优性条件,然后利用第一类和第二类广义雅可比多项式作为基函数逼近状态和伴随状态变量,基于先最优后离散的策略构造了Petrov-Galerkin谱方法离散格式.最后讨论了离散格式的数值实现,并给出了数值算例.结果表明收敛速度与解的正则性有关,说明了该方法具有指数收敛速度,验证了Petrov-Galerkin离散格式的稳定性和有效性.