求解两点边值问题的一种高精度通用精细积分算法

讨论两点边值问题的数值解法,将边值问题转化为初值问题,针对打靶法的不足,将初值问题与误差梯度控制方程合并,提出了一种高精度精细积分算法,算例验证了该方法的有效性.     

Green函数在奇异两点边值问题中的应用

讨论了一类二阶奇异两点边值问题的一种求解方法.利用Green函数来求特解形式,把原来的二阶微分方程简化成一次积分形式,再由复化梯形公式求积法进行数值求解.应用这种方法求解出一些线性与非线性的问题,并得出其相应的极大误差.     

一类强奇异积分方程的数值求解方法

为了改进边界元方法中的强奇异积分方程的数值算法,通过对奇异积分大量文献的研究,提出了一种强奇异积分方程的数值解法,该方法通过Chebyshev多项式展开和方程奇异性的降低,有效的改进了强奇异方程的数值求解方法,并将算法推广至求解更一般的强奇异积分方程。结果表明:该方法在计算量和误差方面有了明显的改进。通过算例说明方法的可行性、有效性。     

Cauchy奇异积分及积分方程的高精度算法

通过讨论Cauchy奇异积分方程的数值解法,给出新型Cauchy奇异积分公式,Euler-Maclaurin展开式及外推公式.另外还给出带有Hilbert核的奇异积分公式,利用这些公式,讨论奇异积分方程的高精度算法.     

一类二阶两点奇异边值问题的数值近似

研究一类二阶两点奇异边值问题. 通过变换将奇异边值问题转化为非奇异边值问题, 提供了求解这类奇异边值问题部分数值解的数值求解方法. 两组实验结果表明, 所给出的计算方法是有效的.     

第一类非线性Abel积分方程的高精度组合方法

作者给出了求解第一类非线性积分方程的高精度组合方法.为避开求解不适定问题,作者把具有弱奇异核的第一类Abel积分方程转化为具有连续核和右端函数的第二类Volterra积分方程,但核和右端函数由弱奇异积分表示.利用修正的梯形求积公式和修正的中矩形求积公式,作者得到了核和右端函数的高精度逼近,并结合非线性方程的求解方法构造出求解第一类非线性Abel积分方程的两种机械求积方法,然后证明了误差具有精度O(hα+1)且得到了误差的渐近展开式.进一步,作者运用组合技巧加速收敛使近似解精度达到O(h2).最后的算例表明数值结果符合理论分析.     

复椭圆型方程的一类斜导数边值问题

[1]系统地研究了二维奇异积分方程方法,并解决了一系列数学物理中的问题.在[2]中借助于二维奇异积分方程方法解决了两类边值问题(问题A和问题B).利用奇异积分方程方法解决边值问题是非常有效的,它不仅可以得到可解性条件而且还可以得到解的表示式.本文利用此方法讨论了另一类边值问题(问题P).1 问题P的提法问题P 寻求复方程     

基于分片三次Bernstein多项式的配点法求解奇异扰动两点边值问题

基于分片三次Bernstein多项式,给出了一种求解二阶两点边值问题的配点法.该方法产生的方程组系数矩阵每行仅含5个非零元.对于一般两点边值问题,使用均匀网格剖分求解;对于含边界层的奇异扰动情形,结合Shishkin型非均匀网格剖分求解.数值算例表明,该方法对一般两点边值问题和含边界层的奇异扰动问题均能有效求解.     

Helmholtz方程边值问题奇异解的间断有限元数值方法

考虑Helmholtz方程一类边值问题奇异解的数值方法。解在边界上的奇异性来源于区域边界的角点或者混合边值问题在边界上的临界点。对这两类问题,在奇异点附近引入人工边界,利用局部齐次边界条件导出该人工边界上的一个精确的DtN边界条件,进而在奇点外围的区域上求解此边值问题。对此问题,用间断有限元求解,该方法的优点是允许网格剖分出现悬点,比经典有限元更适合自适应计算。数值结果表明算法对求解近似区域上的问题是有效的。     

小波法求一类强奇异积分近似值

针对一类强奇异积分,给出了Hadamard有限部分积分的定义,并通过Legendre小波求其近似值.由于Legendre小波具有正交性、小支集性和小波函数的可计算性,因此利用Legendre小波近似给定函数,将原来区间转化为若干子区间,当奇异点位于某一子区间时,可采用所给强奇异积分的Hadamard有限部分积分定义来求值.给出了算法的误差估计,通过数值算例进一步验证方法的有效性和理论的正确性.     

一种新型高精度半显式基于模型的积分算法

提出了一种新型高精度基于模型的积分算法，该算法采用了半显式Chang算法的速度、位移表达式，但是具有不同的积分参数。采用离散控制理论中“零极点匹配”和二阶Pade近似推导出新算法的积分参数。对算法的精度、稳定性、周期延长和振幅衰减等数值特性进行分析。与Newmark族积分算法和两种典型的基于模型的积分算法相比，新算法具备四阶精度，并且有非常小的周期误差。最后，通过三个数值算例验证了新算法的高精度特性。     

三维声场问题边界元法中几乎奇异积分的正则化

针对三维声场边界元分析的几乎奇异积分问题,将基本解中三角函数进行Taylor级数展开,分离奇异部分和非奇异部分.采用一种半解析正则化算法,计算了近边界点几乎奇异面积分,非奇异部分仍然采用Gauss数值积分,从而克服奇异积分障碍.该算法适用于三角形线性等参元,对高次单元将其细分为几个三节点三角形单元即可应用该算法.对三维声场内问题和外问题算例,计算了近边界点的声压,数值结果证明了该算法的有效性和准确性.     

一类弱奇异Volterra积分方程的修正复合Gauss-Legendre求积算法

考虑一类带有非紧致核的弱奇异Volterra积分方程,其解可以表示为奇异积分的形式.对于得到的奇异积分,通过对被积函数在零点进行Puiseux级数展开,基于修正的复合Gauss-Legendre求积算法进行计算,得到了高精度的数值解.数值算例验证了算法具有非常高的计算精度和较高的计算效率.     

自由飘浮空间机器人笛卡尔避奇异运动规划

为了解决自由飘浮空间机器人笛卡尔运动规划过程中由动力学奇异而导致的关节速度无限大或无法计算的问题,提出了一种基于奇异值分解的高精度避奇异运动规划算法.在传统阻尼最小方差的基础上,利用奇异值分解将阻尼系数从固定量转化为随广义雅可比矩阵动态自适应变化的变量,算法保证了空间机器人通过奇异点时各关节的角速度变化曲线连续且平稳.算例验证了算法的有效性,结果表明该算法在非奇异位置不会引入跟踪误差,相比传统阻尼最小二乘法累计跟踪误差大约降低15%.     

含对称裂纹与孔洞的有界弹性圆盘的第一基本问题

主要研究了既含有裂纹又含有孔洞的有界弹性圆盘的循环对称断裂问题．运用平面弹性复变方法把满足已知边界条件的弹性平衡问题转化为解析函数边值问题,再通过引入Sherman变换,把边值问题转化为Cauchy核的奇异积分方程组．最后,利用高斯一切比雪夫数值计算方法求出了此奇异积分方程组的数值解,并给出了应力强度因子的数值结果．     

Mellin变换的改进Gauss-Legendre求积算法

利用函数在零点和无穷远点的Puiseux级数展开式给出了Mellin变换成立的条件.在奇异积分相关结果的基础上,给出了函数在较低光滑性的假设下Mellin变换的改进Gauss-Legendre求积方法.该算法在Mathematica平台上可以高效运行,数值算例验证了方法的有效性和高精度.     

基于双层位势的Poisson方程无奇异方法

针对求解Poisson方程的边值问题,利用虚边界上分布的矩密度,得出基于双层位势的虚边界元方程。该方法有效地避免了奇异和强奇异积分的计算。数值算例证明了算法的有效性和精确性。     

自适应网格下齐次奇异摄动问题的一致收敛性分析

利用自适应移动网格方法求解齐次奇异摄动边值问题,通过常数与解的一阶导数幂的线性组合构造控制函数来进行网格自适应,分析齐次奇异摄动边值问题在此自适应非均匀网格上的收敛性.利用极值原理证明离散问题解的存在唯一性.对离散问题的数值解及其分段线性插值进行误差估计,分别得到一个与ε无关的一阶误差界.有效地解决齐次奇异摄动方程难以...     

基于PVM求奇异两点边值问题的局部加密并行算法

主要讨论了一维奇异两点边值问题的局部加密并行算法,并基于PVM并行编程环境,在1~4台桌面PC机连接而成的局域网上编程对该算法进行了数值试验,试验表明该算法对于处理一维奇异问题是有效的。     

半线性两点第三边值问题的紧有限体积方法

研究半线性两点第三边值问题的高精度紧有限体积方法.在均匀网格剖分下,通过对方程的积分守恒形式使用多种离散技巧导出计算格式.该格式为一个非线性代数方程组,进一步给出了其Newton迭代解法.利用离散能量方法证明了在一定的正则性条件下,格式按照常见离散范数均具有四阶精度.数值算例验证了理论分析的正确性,说明格式可以高效地用于半线性两点第三边值问题的数值求解.