时间分数阶扩散方程的高阶Diethelm方法

针对时间分数阶扩散方程,提出了一种新的隐式差分方法,其中空间导数采用中心差分方法离散.对于时间分数阶导数,将Caputo分数阶导数转化为Riemman-Liouville分数阶导数后,写成Hadamard有限部分积分,再用分段二次多项式对该有限积分部分逼近,由此推导出Caputo分数阶导数的3-α阶离散方法,从而得到无条件稳定的和收敛的分数阶扩散方程的隐式差分格式.数值实验验证该隐式差分格式的有效性.     

空间电荷分布产生电场的数值模拟

该文利用辛普生算法数值求解场强迭加积分和利用有限差分算法数值求解二维泊松方程 ,求解等离子体截面上由于空间电荷分布所产生的电场 ,并对径向电场的分布情况进行研究 .通过有限差分算法的比较 ,表明数值求解场强迭加积分的可靠性 .在复杂区域的场强计算中 ,场强迭加法具有很大的优越性     

一个种群与环境资源相互作用模型的有限差分逼近

本文建立并研究了一个种群与资源相互作用的数学模型.该模型由一个一阶双曲偏微分方程和一个微分-积分方程耦合而成，其中双曲方程描述了受资源影响的大小结构、种群的生长和死亡过程；微分-积分方程描述了资源的输入、衰减以及种群对资源的消耗过程.通过对模型进行离散化，建立了模型的隐式有限差分逼近格式，证明了有限差分逼近的收敛性及模型弱解的存在唯一性.     

边界层理论中Falkner-Skan方程的数值解

作者采用有限差分法求解著名的Falkner-Skan方程,计算效率明显高于其他数值方法.此法求解利用了Lan 和Yang近期建立的Falkner-Skan方程和奇异积分方程之间的等价性.有限差分方法数值解的结果与先前一些作者的结果一致.     

KdV方程的非标准有限差分格式

给出了一类KdV方程的精确差分格式和非标准有限差分格式.先构造KdV方程的精确有限差分格式,并由此推导出一个非标准有限差分格式.在构造差分格式中,重点给出步长函数(分母函数)的具体形式,同时证明了该方法可以保持KdV方程解的正性和有界性.通过数值实验验证了非标准有限差分格式的可行性和有效性.     

若干q-差分方程的形式解及其应用

随着非线性数学和量子数学的快速发展,组合数学中复杂的积分运算与有限的求和公式是制约研究进展的重要因素.本文构造以q-指数算子作为形式解的q-差分方程,并利用q-差分方程形式解方法推广Sears公式、Al-Salam-Carlitz多项式生成函数、Andrews-Askey积分、q-Chu-Vandermonde公式等.     

Merton跳扩散期权模型的数值方法

研究Merton跳扩散过程下欧式看涨期权定价的数值计算方法.对欧式看涨期权满足的偏微分积分方程定解问题,首先进行变量替换,转化为常系数的初边值问题,然后通过分别对空间项、时间项离散,建立有限差分C-N格式进行求解,并证明了所建立差分格式的稳定性.数值实验表明方法的有效性.     

Cattaneo模型的紧致有限差分法

紧致差分格式是一种高精度的有限差分方法.本文给出了Cattaneo模型的四阶紧致差分格式,通过对具体算例进行数值模拟,和二阶差分格式比较,验证了紧致差分方法的精确性和有效性.     

一维线性Sobolev方程的四阶紧致差分数值模拟

紧致差分格式是一种高精度的有限差分方法.本文给出了一维线性Sobolev方程的4阶紧致差分方法,证明了该方法的稳定性.通过数值模拟,验证了该方法的精确性和有效性.     

四阶抛物型方程的样条子域精细积分配置法

对于四阶抛物模型方程周期初值问题,可用有限差分方法进行求解.通常的有限差分方法在使用过程中受到精度和稳定性的限制.本文首先将四阶抛物型方程转化为一个二阶的偏微分方程组,然后对时间项采用子域精细积分的方法、空间项采用三次样条基本公式进行离散,得到了一个含参数α＞0(α＜h)的无条件稳定的差分格式,所得到的差分方程为五点、两层隐格式,它的局部截断误差为O(τ2 ατ2 h4).τ,h分别为时间及空间步长,最后的数值实验表明,本文的方法具有很好的数值精度和良好的实用性.     

阶乘函数与有限和分法

本文初步归纳了差分与有限和分的逻辑体系,将差分,有限和分与微分、积分进行对比。与幂函数相对应引进阶乘函数,并用它表示多项式。级数求和方法往往因题而异。作为应用,本文用同一方法导出多类级数求和公式,其中有些公式是我国数学发展史上的标志。     

求解Merton跳扩散模型的隐显BDF2方法

Black-Scholes期权定价方程是现代金融理论最伟大的成就之一,推动了全球金融市场的发展.本文以Merton提出的带有跳扩散过程的偏积分微分方程为研究对象,对空间微分算子使用有限差分方法离散.由于空间积分算子的非局部性质,为减少工作量,采用显式时间离散进而推导了二阶变步长隐显BDF方法,并通过数值例子验证了该方法的有效性.     

时间分数阶变系数扩散方程的一种差分格式

近些年,越来越多的研究表明,随着时间或者空间变化,方程的扩散系数也会改变.主要研究了变系数分数阶扩散方程的有限差分解法.首先,引入半整数点,在空间网格上进行对偶剖分,再通过差分方法离散空间二阶偏导数.其次,利用两种分数阶导数,即Grünwald-Letnikov导数与Caputo导数的关系,近似替代时间分数阶导数,从而得到了收敛精度为o(t+h~2)的有限差分格式,并且该有限差分格式的解是存在且唯一的.最后,通过利用数学归纳法和最大模方法,证明出差分格式的稳定性和收敛性,并用一个一维时间分数阶变系数扩散方程的数值算例来验证差分格式的收敛阶.     

应用FDTD方法计算电磁散射问题--对FDTD中由输出边界外推远区散射场方法的探讨

根据作者在应用时域有限差分方法计算电磁散射问题的体在相位滞后法的基础上,对时域有限差分方法的近、远场外推步骤进行了简化处理.本文还对该处理方法的正确性进行了理论上的探讨,并通过计算结果与实验数据的比较来验证该方法的正确性.     

求解跳-扩散期权定价方程的隐显Runge-Kutta方法

金融衍生品的定价研究一直是金融数学研究的难题之一.随着期权定价理论的不断发展和完善,跳-扩散期权定价模型的研究更是成为热点,该模型是一个无界区域上的偏积分微分方程.研究跳--扩散模型下欧式期权定价问题的外插变步长隐显 (IMEX) Runge-Kutta 方法,结合有限差分空间离散,并通过数值实验验证该方法的有效性.     

求解变系数对流—扩散方程的任意差分精细积分法

提出用任意差分精细积分算法来求解变系数对流—扩散方程,它兼顾了差分法和有限元法的优点,同时还是高精度的无条件稳定的差分格式,并且能够灵活处理各种边界条件.通过具体算例验证了本文方法的正确性和精确度.     

时间分数阶亚式期权的θ差分方法

针对分数阶Black-Scholes模型下的亚式期权定价问题,提出了一种实用性较强的普遍性差分方法,并通过该方法得出了亚式期权定价的数值结果.通过积分变换把亚式期权从二维空间变量偏微分方程转化为一维空间变量偏微分方程,进而得出了时间分数阶Black-Scholes模型下亚式期权的偏微分方程.将亚式期权的显式差分格式与隐式差分格式进行融合得到了一种普遍性差分格式,并结合数学归纳法分析了差分格式的唯一性、稳定性以及收敛性.采用差分格式通过数值模拟说明了普遍性差分方法求解时间分数阶Black-Scholes模型是可行的.     

含非线性磁介质中积分差分离散的截断误差

讨论了含非线性磁介质材料恒定磁场积分差分离散引起的误差问题,并给出了减少误差的方法,在积分差分离散分析与计算中具有实用意义.     

提高亚网格FDTD法对细导线电流的模拟精度

提出了在时域有限差分（FDTD）方法中应用亚网格技术精确模拟细导线上电流的改进方法——圆形积分回路法。通过计算同轴线特性阻抗、无限长细导线对 E 型平面波的散射电流以及单极细圆柱形天线的输入导纳,对所提出的方法作了验证,证明了该方法比常用的矩形积分回路法对细导线上电流的模拟要精确得多。     

用于线性波动方程的高精度显式差分算法性能分析

研究了一类低耗散、低色散的高阶精度显式有限差分方法,目的是直接计算非定常的线性波动问题.空间离散采用DRP类的七点四阶精度优化中心差分格式,给出了两种降低色散误差的优化方法;时间积分用四阶精度龙格库塔方法（RK4和LDDRK）.分析比较了3种空间离散格式的有效波数范围、各种全离散格式的耗散和色散误差特性、波的长距离传播计算时格式的累积误差特性,对这类格式的运用提出了建议.