解双抛物型方程的高精度稳定差分格式

提出解双抛物型方程的高精度隐式无条件稳定差分格式,其局部截断误差为O(τ2+h4).双抛物型方程分解为两个二阶抛物型方程,其一为非齐次,另一为齐次,每一个均用局部截断误差为O(τ2+h4)的稳定差分格式来解.     

求解扩散方程的二级四阶隐式Runge-Kutta方法

对空间变量应用中心差分格式和紧致差分格式离散,时间变量采用二级四阶Runge-Kutta方法,构造求解扩散方程的精度为O(τ4+h2)和O(τ4+h4)的两种绝对稳定的隐式差分格式,讨论稳定性,并将数值试验结果与CrankNicholson格式进行比较,数值结果表明该方法是求解扩散方程的有效数值计算方法之一.     

一类非线性Schr?dinger方程的数值解

对一类非线性Schr?dinger方程的周期初边值问题的数值解进行了研究,对该方程提出了一种隐式差分格式,证明了该差分格式满足两个离散的守恒律,并在此基础上验证了差分格式的解在最大模范数意义下是收敛到其解析解的,且该差分格式的收敛阶为O(τ~2+h~2),其中τ是时间步长,h是空间步长.     

解抛物型方程的一个高精度显式差分格式

引入耗散项的方法,构造一个条件稳定的显格式,其稳定性条件为r≤1/2, 截断误差可达到O(τ2+h4+τ2/h2).当τ=O(h)时,此格式可逼近精度,特别当τ=O(h2)时,格式达到二阶精度.数值例子表明,所建立的差分格式是有效的.     

解四阶杆振动方程新的两类隐式差分格式

提出解四阶杆振动方程 2 u t2 a2 4u x4=0 (其中 a为常数 )的两类新的四层隐式差分格式 .这两类格式都是无条件稳定的 ,其局部截数误差阶分别为 O(τ2 h2 ) ,O(τ2 h2 (τh) 2 ) .进而在特殊情况下 ,得到一个四层显式差分格式 ,其稳定性条件为 r=aτ/h2 ≤ 12 .数值例子表明 ,这两类格式是有效的     

求解对流扩散方程的紧致差分方法

首先将指数变换u=pexpk2ε{x}以及降阶法和降维法相结合对常系数对流扩散方程构造了新的紧差分格式,给出了差分格式截断误差的表达式;并利用Fourier稳定性方法证明了该格式的稳定性,且收敛阶为O(τ2+h4).其次应用Richardson外推法对该紧差分格式外推一次得到O(τ4+h6)阶精度的近似解,最后通过数值算例说明该格式的有效性.     

求解热传导方程的一族三层隐式差分格式

提出求解热传导方程的一族高精度三层九点隐式格式,格式的截断误差为O(τ2+h4).利用Fourier方法证明差分格式是绝对稳定的.并通过数值试验,比较差分格式的解和精确解,说明差分格式的有效性.     

解抛物型方程的一个新的高精度隐格式

用待定系数法构造了求解抛物型方程的一个高精度隐式格式.格式的截断误差达到O(τ4+h4).证明了当r1/12时,差分格式是稳定的.通过数值试验,比较了差分格式的解和精确解的区别,说明了差分格式的有效性.     

解Schr(o)dinger方程的一个新的高精度差分格式

本文对解Schirodinger方程 u/ t=i 2u/ x2构造了一个绝对稳定的三层隐式差分格式,格式的截断误差阶为O(τ3+τ2h2+h4).     

解二阶抛物型方程的一族高精度恒稳格式

对二阶抛物型方程构造了一族含参数高精度三层差分格式.当参数满足一定的条件时,差分格式绝对稳定,其局部截断误差阶数最高可达O(τ2+h4).适当地调节参数,可以得到一个七点显式差分格式和一个两层六点隐格式.数值例子表明,对稳定性所作的分析是正确的.     

求解一类非线性偏微分方程的高精度紧致差分方法

针对一类非线性偏微分方程,提出了一种新的高精度紧致差分方法.首先对内部网格节点处的空间一阶和二阶导数项采用四阶精度的Padé紧致差分格式进行离散,然后对时间导数项采用泰勒级数展开并使用截断误差余项修正法进行离散,最终得到了求解该非线性方程的一种三层隐式高精度紧致差分格式,其截断误差为O(τ2+τh2+h4),即当τ=O(h2)时,该格式在空间上具有四阶精度.最后通过对广义Burgers-Fisher方程和广义Burgers-Huxley方程的数值求解,验证了本文方法的精确性和可靠性.     

求解热传导方程的一个高精度格式

用待定系数法构造了求解热传导方程的一个高精度隐式格式.格式的截断误差达到O(τ3+h6).证明了当3/8-185(1/2)40≤r1/2时,差分格式是稳定的.通过数值试验,比较了差分格式的解和精确解的区别,说明了差分格式的有效性.     

三维抛物型方程的紧交替方向差分格式

对三维抛物型方程构造了一个高精度恒稳定的紧交替方向差分格式,格式的截断误差阶为O(Τ2+h4).然后,将Richardson外推法应用于所构造的格式,得到了具有0(τ3+h6)阶精度的近似解.     

线性Schr(o)dinger方程的两个时间分裂差分格式

针对物理问题中常常需要求解一类线性Schr(o)dinger方程的问题,本文中提出两个构造简单、精度高、便于计算的时间分裂差分格式.用方程的平面波解证明两个格式的精度都为O(τ2+h2),并用线性化的分析方法证明两个格式的稳定性和收敛性.数值实验表明,在计算量较大的情况下,要保证相当的精度,提出的两个格式可以有效地节省计算时间.     

带五次项的非线性Schr(o)dinger方程的一个守恒差分格式

对一类带五次项的非线性Schr(o)dinger方程的初边值问题提出了一个带参数θ的守恒差分格式,并且在先验估计的基础上,证明了差分格式以阶O(h2+τ2)收敛稳定.     

线性Schrdinger方程的两个时间分裂差分格式

针对物理问题中常常需要求解一类线性Schrdinger方程的问题,本文中提出两个构造简单、精度高、便于计算的时间分裂差分格式.用方程的平面波解证明两个格式的精度都为O(τ2+h2),并用线性化的分析方法证明两个格式的稳定性和收敛性.数值实验表明,在计算量较大的情况下,要保证相当的精度,提出的两个格式可以有效地节省计算时间.     

色散方程的任意阶精度的显式差分格式

对于色散方程u_(?)=au_(sss)(a是常数,可正可负),已有的二层和三层显式差分格式,其精度仅为O(τ+h)与O(τ十h~2).本文对具有周期解的色散方程,应用半离散化的方法构造了任意阶精度O(τ_p+h_q)的显格式.我们讨论了P=2.4,q=2.4,6的情形,导出的二层显格式的精度和稳定条件都优于现有的精度O(τ+h)和稳定条件|R|≤0.25.     

逼近色散方程u_t=au_(xxx)的高精度差分格式

本文对色散方程u_t=au_(xxx)构造了两个三层、五对角线阵、恒稳定、高精度隐式差分格式。其截断误差为O(τ~2+h~6)(τ=△t,h=△x),它比同类隐格式的截断误差高O(h~4)至O(h~5)阶。本文用数值例子说明了格式对定解问题的应用。     

带五次项的非线性Schrdinger方程的一个紧致差分格式

对带五次项的非线性Schrdinger方程提出了一个紧致差分格式,使格式的收敛阶达到O(τ2+h4).运用能量的方法证明了离散的守恒律,并证明了差分格式的稳定性与收敛性.数值实验结果验证了理论的证明.     

解四阶抛物型方程的高精度显式差分格式

对四阶抛物型方程ut+uxxxx=0,构造一个新的三层显式差分格式,其稳定性条件和局部截断误差阶分别为r=τ/h4≤1/8和O(2τ+h6),其结果优于其他四阶抛物型方程的结果.数值例子表明,理论分析是正确的,该格式是有效的.