二维热传导方程的Dirichlet初边值问题的Galerkin边界元计算方法

对二维热传导方程的Dirichlet初边值问题,采用带时间变量的基本解,利用基于单层位势的间接边界积分方程及其等价的Galerkin变分形式求解,该方法涉及到与时空相关的四重积分的计算.在采用常单元离散的情况下,推导了具体实施数值计算所需的积分公式,完成了数值算例,验证了该方法的有效性和可行性.     

二阶伴随模型的构造

将Lagrange乘子法引入二阶伴随模型的构造,将正模型和一阶伴随模型构建到一个目标函数中,通过对目标函数取一阶变分直接得到了二阶伴随方程,简化了二阶伴随模型的构造.对Lagrange乘子法构造一阶、二阶伴随模型的过程进行了讨论,并以非线性浅水波方程为例,利用Lagrange乘子法对一阶和二阶伴随模型进行了推导.     

一端固定一端自由梁柱屈曲问题的变分法解

由变分法中的最小势能原理导出一端固定一端自由梁柱屈曲时的最小极限压力,并用电位能的二阶变分说明这个最小极限压力就是该梁柱的欧位临界力Ｐｃｒ。     

用变分路径积分四阶测度方法处理量子力学双势阱问题

提出了一种计算量子力学路径积分的四阶测度方法,其中势场的二阶和四阶导数为2个变分参数.将此方法应用于双势阱问题,导出了有效经典势公式.对自由能、有效经典势和能量劈裂进行了数值研究,获得了优于Feynman-Kleinert二阶高斯测度方法的结果.该方法克服了涨落模积分在跨越温度附近发散的困难,可以给出丰富的鞍点行为,尤其适合于位垒动力学.     

光纤中的调制不稳定性分析

利用时间相关的变分法对光纤光学系统中平面波调制的不稳定性进行研究,在拉格朗日变分的框架下推导出相位与振幅的演化方程,进而对线性化扰动方程的解进行了数值模拟,得出调制不稳定性下扰动功率随传输距离的变化关系     

互补变分原理及其在微扰理论近似中的应用

本文以正则变分和线性变分函数为基础,对互补变分原理作了论证,推导出二阶能量修正的上界和不受任务条件限制的下界,并对具体计算方法作了详细研究。得出互补变分原理和微扰理论近似中应用所求氢原子的极化率结果,比一般的变分法和微扰法所得结果更接近于实验值。并指出这一理论可以推广应用到激发态或处理高阶修正问题。     

q可微函数和qb可微函数的Iyengar型不等式

通过建立与一阶和二阶q导数有关的积分恒等式，用引入参数求最值的方法，建立了一阶和二阶q可微函数的Iyengar型不等式，并将结果移植到q^b积分.     

分数阶弱奇异积分微分方程数值解的Legendre小波方法

为了求分数阶变系数带弱奇异积分核的Volterra-Fredholm积分微分方程数值解,提出了Legendre小波配点法.利用平移的Legendre多项式解析形式,推导了定义在[0,1]区间上Legendre小波函数的任意阶积分求积公式.利用高斯求积公式来近似定积分项和Legendre小波函数的任意阶积分公式,将原积分微分方程转化为求代数方程组的解.数值算例验证了该方法的有效性.     

一种新的非奇异积分型Terminal滑模控制

针对二阶非线性不确定系统,研究了全局快速Terminal滑模控制,设计了一种新的非奇异Terminal滑模控制器,证明了系统在任意初始状态到达滑模面的时间是有限的且在滑模面上系统变量渐进稳定到平衡点,可避免奇异问题。另一方面,在传统的滑模面上引入非线性积分误差项可以消除稳态误差,并且利用各状态量代替各误差项,解决了被跟踪信号必须满足一阶及高阶导数存在的条件。仿真结果表明,本文所设计的非奇异控制滑模面及其控制律在较短的时间内稳定到平衡点,说明了该方法的实用性。     

利用simpson积分公式计算曲面表面积

二重积分的数值算法比较常见,但求高精度曲面面积的数值算法几乎没有。本文利用simpson积分公式推导了二阶simpson积分公式,并结合三点数值微分计算公式建立了一种高效的计算曲面面积的数值计算公式。通过matlab实验仿真,结果证明本文的方法有4阶的精度而传统的方法只有2阶的精度。不足之处就是计算公式比较复杂,算法的运算效率稍低,但是在相同的精度下,运算时间还是较传统方法少,所以方法的实用性很强。     

互补变分原理及其在微扰近似理论中的应用

以正则变分和线性变分函数为基础，对互补变分原理作了论证，推导出二阶能量修正的上界和不受任何条件限制的下界，并对具体计算方法作了详细的研究。得出互补变分原理在微扰理论近似中应用所求氢原子的极化率结果比一般的变分法和微扰法所得结果更接近于实验值。并指出这理论可以推广应用到激发态或处理高阶修正问题。     

含时薛定谔方程的精细积分法

首先对含时薛定谔方程的空间变量进行离散,而后对含时部分进行时间平均处理,采用精细积分方法模拟其随时间的演化过程.数值结果显示该方法是有效的,二阶的近似方法能达到四阶以上的计算精度,而且是无条件稳定的.     

四阶椭圆型方程弱解的存在性

针对四阶椭圆方程的不同形式,分别应用Lax-Milgram定理及变分法对两类四阶椭圆型方程进行研究。本文第一部分运用Lax-Milgram验证在Hilbert空间H²上恒存在唯一的解u,使得H²上的有界强制双线性型与H²上任一有界线性泛函相等。进而证明出存在唯一弱解满足第一类含有一阶项的四阶椭圆型方程。第二部分运用变分方法解决另一类含有p次二阶项四阶椭圆型方程。在方法上,首先定义方程弱解,其次找出与方程相对应的泛函,进而将问题转化为求相应泛函的极值元,证明泛函极值元的存在性,最后证明弱解的唯一性。     

二阶椭圆型方程边值问题的变分原理研究

利用变分法研究了二阶椭圆型方程混合边值问题的变分原理,论证了最小位能原理和虚功原理.在古典解的条件下,边值问题、变分问题和变分方程是等价的;但变分问题和变分方程还存在边值问题的广义解.文章最后利用变分原理和分片多项式插值相结合的有限元法,给出了一个典型算例.     

常微分方程"一题多解"的启迪

阐述了变量代换法和积分因子法求解一阶非线方程和由积分因子求通积分的方法。     

对流扩散方程的有限元方法

讨论了常系数线性对流扩散方程的有限元解法。首先对连续时间变量用Ｇａｌｅｒｋｉｎ变分方法导出对流扩散方程的有限元方程，它是关于时间变量的一阶线性常微分方程，进而求解该方程组，完成求解对流扩散方程的全过程。     

几类非线性常微分方程的一种求解法

提出可用交换变量位置法,求几类一阶、二阶、三阶非线性常微分方程的解,并列举了实例     

变分法解析中厚板轧后连续冷却正规阶段温度场

基于里兹不稳定温度场泛函,应用变分法求泛函极值,首次获得了中厚板轧后冷却正规阶段温度场的变分解,该解为抛物线型分布.该解与分离变量法获得的解析解及有限差分解比较表明,该解对分离变量法获得的解析解及有限差分解具有较高的逼近程度,误差均不超过6℃.同时推导出了平均温度,平均冷却速率,平均温度出现位置,心表温差以及冷却到容许误差所需要时间的解析式.最后通过实例证明了所获变分解的可靠性.     

常数变易法在求解二阶变系数线性方程中的应用

本文从一阶线性方程的常数变易法出发,推导了二阶变系数非齐次线性方程的解法。     

基于量子纠缠对的二阶相关星地时钟同步研究

在卫星导航系统中,常用的时间同步方法可以提供纳s级同步精度,为突破经典无线电理论的测量精度而利用纠缠光子对的量子测量方法可提供fs级测量精度。基于量子光学的二阶相关函数定义,对自发参量下转换过程产生量子纠缠光子对的二阶相关函数在晶体范围内进行柱面积分,代入波矢量的一阶展开,积分结果得到二阶相关函数与测量时间差的关系。基于二阶相关函数的时间相关性,提出一种星地时钟同步测量方案。仿真表明:在理想情况下二阶相关函数反映时间精度达70fs,文中设计方案同步测量精度可达140fs。