线性非齐次常微分方程两端边值问题精细积分法

采用齐次方程的精细积分法与非齐次项的精细积分法联合求解线性非齐次常微分方程两端边值问题.分别使用矩阵指数方法与区段混合能方法(Riccati方法)将两端边值问题转化为初值问题,通过精细积分递推格式求解一般的初值问题,避免对系统矩阵求逆,非齐次项的计算精度达到了齐次通解精细积分计算的精度,且计算量小.算例结果证明了此方法的有效性.     

精细指数积分法在卫星编队飞行动力学中的应用

编队飞行卫星间的距离远小于卫星的轨道半径, 其动力学方程表现为弱非线性。针对弱非线性方程的求解, 提出精细指数积分方法, 用精细积分法求解指数积分方法中的指数矩阵。用精细指数积分法和Runge-Kutta方法, 在不同条件下求解弱非线性方程的算例, 验证了精细指数积分法的有效性。通过Lagrange方程, 建立卫星编队飞行动力学方程的半线性形式, 用精细指数积分方法与Runge-Kutta方法求解方程。数值计算结果表明, 与同阶的Runge-Kutta求解弱非线性微分方程相比, 精细指数积分法具有更高的精度, 为卫星编队飞行动力学仿真提供了一种有效的数值算法。     

非线性微分方程本征值部分和的近似解法

在多粒子运动电子结构与能带问题的计算中,相当一类问题归结为用"第一原理\\"计算该系统本征值的电荷密度及能量的部分和,传统的迭代算法因计算量大而使问题的求解规模受到一定限制.文中将一类非线性微分方程本征值部分和的问题转化为非线性泛函的约束极值问题,通过空间分解和摄动原理,在二级近似下给出该泛函极小解的近似求解公式.算例表明该公式计算精度高,同时计算量可由O(n3)降至O(n2logn).     

基于谱方法的管内非牛顿流体非定常流动

以上随体Maxwell流体为非牛顿流体介质，探索了一种用谱方法解析处理水平圆管内非牛顿流体非定常流动的方法.该非定常问题归结为一个非线性二阶偏微分方程的求解问题.用谱方法将非线性二阶偏微分方程求解问题化为常微分方程组Chebyshev多项式数的近似问题，用Laplac变换法和本征值方法求解常微分方程组得到问题的解析结果.     

时域格林函数的新实用数值计算方法

针对求解无限水深时域格林函数时大、小区域划分界限不明确,数值精度无法保证的问题,在大、小时间区域交界处,采用精细时程积分法对满足时域格林函数的四阶常微分方程进行数值计算.完成对时域格林函数节点制表后,提出基于精细积分法求解常微分方程的节点间插值的计算时域格林函数新方法.数值计算结果表明,本文提出的方法可有效提高时域格林函数的数值计算精度,为计算船舶水动力奠定了可靠的基础.     

非线性动力系统刚性方程精细时程积分法

讨论了非线性动力系统刚性常微分方程的数值积分算法，给出了非线性动力系统刚性方程的单步精细时程积分法，揭示了精细时程分不仅具有显式积分格式，而且具有绝对稳定性和高精度的特点，避免了刚性方程的计算危险性，算例进一步表明了精细时程积分算法求解刚性方程的有效性。     

时滞抛物型方程的拟小波精细积分法

对时滞抛物型方程初值问题提出了采用拟小波精细积分法进行计算,采取拟Shannon尺度函数为权函数,利用小波配点法对空间域离散,将时滞抛物型方程转化为常微分方程组,然后用高效的精细积分法求解时滞常微分方程组。这种方法的优点是精确度高、稳定性好。数值算例表明,本文提出的拟小波精细积分法具有很高的精度,因而是一种有效的数值方法。     

波动方程的无网格-精细积分方法

将无网格法和精细积分用于波动方程的计算.在空间上用无网格法进行离散,用修正变分原理处理本征边界条件;在时间域上用精细积分法求解动力学方程,然后给出两个波动方程的算例.数值结果表明此方法是稳定、精确的.     

非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析

在非均匀耦合传输线瞬态响应灵敏度分析中,提出了一种基于精细积分法的分析方法.这是一种半解析的时域分析方法,该方法将非均匀耦合传输线时域电报方程在空间差分离散,建立起传输线瞬态响应及传输线瞬态响应灵敏度对时间的一阶微分方程,通过分步积分,从而将求解传输线瞬态响应灵敏度问题转换成了求解传输线瞬态响应问题,极大地简化了问题的分析.该方法具有算法稳定、简单、精确及通用性强等特点,能够分析任意类型的传输线及负载.算例结果表明了文中方法的正确性和有效性.     

管内上随体Maxwell流体非定常流动的谱方法研究

采用谱方法研究了上随体Maxwell流体管内非定常流动问题，该问题可归结为一个高阶非线性偏微分方程的求解问题，采用Chebyshev多项式的不同项数为基底的谱方法成功地将偏微分方程化为常微分方程组问题来处理，用Laplace变换法和本征值方法求解常微分方程组得到问题解析结果。     

平面杆系结构稳定问题的常微分方程解法

介绍了一种平面杆系结构稳定问题的常微分方程求解器（ODE）解法.将计算无限自由度平面杆系结构稳定问题转换为典型的常微分方程边值问题,通过构造一系列平凡常微分方程,建立相应的常微分方程组,利用常微分方程求解器予以求解.利用常微分方程求解器法对不同边界条件和变截面压杆的临界弯曲荷载问题进行了求解,计算结果表明,该方法的求解精度和效率较高.     

平面V形切口应力奇性指数分析

对于一般的V形切口结构,其切口尖端区域存在强的应力集中．基于切口尖端附近区域渐近应力场的假设,提出将线弹性理论控制方程转换成一组常微分方程特征值问题．然后采用插值矩阵法数值计算该常微分方程特征值问题,从而得到V形切口的各阶应力奇性指数．算例显示该方法是分析V形切口应力奇异指数的一个准确、有效的路径．     

矩阵指数计算算法讨论

对矩阵指数运算的ＰＳＳＡ方法与精细积分方法（ＰＩＭ）在实际应用中的最佳运算量等问题进行了讨论,可以发现,在一般情况下ＰＳＳＡ方法有较小的计算量,但其存在矩阵求逆问题;ＰＩＭ方法则具有无需矩阵求逆的特点,且算法由计算机位数限制造成的截断误差较ＰＳＳＡ方法的低,进一步对ＰＩＭ算法在２＾Ｎ运算中Ｎ值的选取与展开项数的选取提出了改进建议,这对于矩阵指数计算效率的提高是十分有益的。     

Love波在预应力流体饱和双重孔隙介质层中传播的特性

基于扩展的Biot理论,研究了覆盖于各向异性不均匀弹性半空间上的受预应力流体饱和双重孔隙介质中Love波的传播.推导了速度的频散方程以及Love波速的上下界限,讨论了孔隙率、不均匀性、各向异性和预应力等参数对波速的影响.通过数值计算,结果发现孔隙介质层基质孔隙的孔隙率、裂隙孔隙率及基质孔隙的孔隙率占总孔隙率的比重越大,Love波的波速越大;随着不均匀程度的提高及各向异性系数的增大,Love波的波速增大.无论是在双重孔隙介质层中还是弹性半空间中,预拉应力会使Love波的波速提高,而预压应力会降低Love波的波速.     

频带约束下刚架结构优化问题可行域研究

研究频带约束下刚架结构轻量化设计问题的可行域基本性质.刚架结构中梁的断面积取为设计变量,采用欧拉-伯努利梁的动力刚度法及W-W算法精确求解结构的固有频率值.利用W-W算法的特征值计数原理,研究了前述优化问题的可行域的形状和联通性,发现可行域呈现复杂的形状,由多块非联通子域组成,并且部分可行域子域可以是低维的.还以三杆梁的尺寸优化和拓扑优化为例,给出了可行域的具体形状,展示了这一优化问题的可行域具有"强奇异性".可行域的这一特点给基于梯度类的优化算法带来了极大的困难,需要采用其他手段处理,也使这类问题有望用于测试各类优化软件算法.     

Love型槽波理论地震图的计算

利用快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换算法计算Ｌｏｖｅ型槽波理论地震图，对设定的数学模型进行理论合成。研究表明，快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换算法能很好地解决较大炮检距的槽波理论合成，合成记录不仅能全面反映槽波的频散特性，而且能清晰地反映波组能量的不同分布。     

有耗介质平面上表面波特征方程的数值解

推导了有耗介质平面上表面波的电磁场表达式及其特征方程，用Ｋｕｈｎ法求解该复超越方程，很方便地得出了其精确数值解     

液饱和多孔固体层中的洛夫型波

研究了附着于一个半无限弹性体上的一个流体饱和的两相多孔固体薄层中的洛夫型波,导出了复数形式的弥散方程,此方程描述了相速度以及洛夫型波的衰减对频率的依赖。     

含不确定参数结构特征值界限的区间-椭球联合估算方法

讨论了在不确定参数的影响下估算结构特征值变化界限的一种新型非概率凸集合方法.首先,利用Khachiyan算法与灵敏度分析,在可由实验数据确定描述不确定参数的凸集合的情况下,提出了一种新的结构特征值凸模型(椭球)估算方法;然后根据此凸模型方法和经典区间分析方法,发展出区间-椭球联合计算方法.该方法改进了经典区间分析方法及凸模型(椭球)方法所求得的特征值边界在部分区域过于粗糙的缺陷,能够求出比区间分析方法及凸模型(椭球)方法更为精确的结构特征值变化边界.文末以含不确定刚度的复合材料板特征值求解为例,将本文的方法与两种经典区间分析方法及凸模型(椭球)方法相比较,证实了文中的结论.     

基于元模型的视图层 PIM 建模方法研究与实现

模型驱动架构(model driven architecture,MDA)的核心思想是将建模语言当作开发语言使用,基于 UML 的平台无关模型(platform independent model,PIM)建模方法主要关注于系统的体系结构与业务逻辑设计,对视图层支持较差.针对此问题,研究了基于元模型的视图层 PIM 建模方法,给出视图层 PIM 模型中界面逻辑模型和界面布局模型的表示法及语义内容;基于 EMOF(essential meta object facility)对 UML 建模语言进行扩展,使其对上述两种模型提供语义上和表示法的支持;最后,基于 Eclipse GMF 框架开发了视图层 PIM 辅助设计工具 GMTP