求实对称张量Z-特征值的牛顿法

文章提出一个求解实对称张量Z-特征值及特征向量的牛顿法.该方法将张量Z-特征值问题转化为等价的非线性方程组,并用牛顿法求解.经过改进的方向具有下降性,从而保证算法的全局及二阶收敛性.数值实验结果表明,算法有效.     

对称张量特征值问题的一种预处理迭代算法

移位对称高阶幂法(shifted symmetric high order power method,SS-HOPM)是一种求解张量Z-特征值的著名迭代算法.用Newton法对该算法实施初值预条件处理,得到了对称张量特征值问题的一种Newton预条件移位对称高阶幂法(preconditioning SS-HOPM,PSS-HOPM).用两个数值例子验证并得出,与SS-HOPM相比,该算法在几乎不增加计算时间的条件下能计算出更多的特征值.     

四阶张量的Z-特征值包含集及其应用

针对四阶张量A的Z-特征值分布和Z-谱半径估计问题,首先利用Z-特征向量2范数为1的特性和不等式放缩技巧给出了A的Z-特征值包含集,随后通过构造张量Z-特征值排除集给出了A的一个更精确的包含集,最后由所得包含集给出了四阶弱对称非负张量Z-谱半径的一个新上界.     

分数阶微分方程边值问题的Lyapunov不等式

对于一类非线性分数阶边值问题,求解了相应的Lyapunov不等式,并给出证明。首先,把非线性分数阶微分方程转化为等价的积分方程,结合边值条件,求解出相应的格林函数。然后,通过对格林函数求导发现其不具有正定性,利用分析学技巧,对其绝对值上界进行放缩,求得一个较小值作为格林函数绝对值的上界。最后,根据解的表达式、Cheyshev范数定义和该上界,求出Lyapunov不等式。对于一类分数阶微分方程特征值问题和一类MittagLeffler函数零解不存在区间问题,给出了相关应用。     

地应力三维张量场的可视化技术研究

分析和研究地应力弹性二阶张量场的可视化技术。根据对地应力二阶张量的数学分析,得出了地应力场对应于二阶对称张量,导出了二阶对称张量在空间几何学中对应的二次曲面。结果表明,求取对称二阶张量问题可以归结为求取特征值与特征向量问题。解决了同时表示二阶对称张量场空间一点多个分量的难题和沿地应力某一主方向对称张量及二维对称张量的可视化问题。     

求解非线性特征值问题的两种迭代投影法

研究求解大型非线性特征值问题的两种迭代投影法:非线性有理Krylov子空间法和非线性Arnoldi方法.通过引入精化策略和不精确求解线性系统的思想,给出了精化有理Krylov方法和不精确非线性Arnoldi方法的实用算法,通过数值算例验证了改进后的方法可以提高计算的效率.     

设备启停过程优化控制的有效算法

为了有效地进行非线性过程优化分析 ,从优化问题的 Kuhn- Tucker条件出发 ,采用 Newton- Raphson迭代方法建立了非线性优化问题的求解方案。并结合高温循环载荷作用下运行过程优化的特点 ,提出了一个新的考虑活动约束集的非线性优化求解方法。对于其中的非线性约束采用活动约束集的概念 ,而对于线性边界约束 ,则按约束优化方法中的梯度投影法作专门处理。实际算例表明 ,采用该算法一方面可以大大减少约束函数的数目 ,另一方面又能够保证很好的收敛性     

一类分数阶微分方程边值问题的Lyapunov-type不等式研究

一类包含Caputo分数阶导数的边值条件情况下的Caputo分数阶微分方程Lyapunov-type不等式被求出.首先,由Caputo分数阶导数的基本概念,把分数阶微分方程转化为积分方程,根据边值条件,求解出相应的格林函数.为了方便研究格林函数性质,我们从中提取出函数F(t,s).运用求导的方法,研究函数F(t,s)的性质,得到函数在整个区间的上下界.最后,在应用方面,对于一类分数阶微分方程特征值问题,求解了其特征值的存在区间;对于一类Mittag-Leffler函数,得到其零解不存在的区间.     

寻找非线性演化方程精确解的新的双曲函数法

基于齐次平衡法的思想，利用双曲函数建立了一种求解非线性偏微分方程的新的双曲函数法，其基本原理为，通过作一些特殊的变换，将非线性偏微分方程的求解问题转化为非线性超定代数方程组的求解问题，借助数学软件Mathematica，利用吴消元法等，求解此非线性超定代数方程组，最终获得非线性偏微分方程的精确孤波解。     

基于Volterra级数的MOSFET非线性电路分析

指出非线性电路幂级数分析法的不足,讨论了基于Volterra级数的非线性传输函数法,该方法将弱非线性电路的总响应分解为N阶分量之和,各阶分量用相应的非线性传输函数来表示,采用谐波输入法来求解各阶非线性传输函数,把一个弱非线性问题简化为一个等效的线性问题,从而简化了非线性系统的研究.文中以共源极MOS-FET放大电路为例,求解步骤简单明了,易于编程,具有较高的实用价值.     

一类高阶椭圆型方程特征值的多项式特解法

通过给出一种求解高阶椭圆型偏微分方程特征值的多项式特解法,使用多项式特解作为基函数对2阶、4阶、6阶和8阶椭圆型偏微分方程进行求解,同时采用多尺度技巧降低系数矩阵的条件数,得到了稳定的数值解.数值算例表明该算法在求解高阶偏微分方程特征值问题时具有精度高、效果好等方面的优越性,进一步证明了多项式特解法具有较高的精度和良好...     

椭圆特征值问题基于高斯点的一种有效的谱配置法

椭圆特征值问题基于高斯点的一种有效的谱配置法被提出。该方法首先利用Legendre多项式的性质构造一组满足边界条件的基函数,将逼近解由这组基函数展开。其次,利用正交多项式的三项递推关系,编程求解出每个基函数在这些高斯点处的节点值,将离散格式转化为一个线性特征系统。然后利用预条件迭代方法可快速地计算出逼近特征值和相应的特征向量。最后,分别对一维四阶椭圆特征值问题和二维二阶椭圆特征值问题给出了数值试验,数值结果表明该方法是非常有效的。     

一种改进的有限点集法模拟高阶非线性动力学问题

针对高阶非线性动力学问题的求解,提出了一种改进的有限点集法(corrected finite pointset method,CFPM).首先将具有高阶导数的非线性偏微分方程分解为若干一阶偏微分方程,并采用有限点集法对其进行离散求解;然后连续应用低阶导数逐阶逼近高阶导数;最后对比一维非线性黏性Burgers方程及具有高阶导数的Kd V-Burgers方程的数值解与解析解,并将二维非线性Burgers方程的数值结果与其他数值结果进行比较.实例分析表明,CFPM方法能够准确、可靠地求解非线性动力学问题.     

基于免逆牛顿法的对称张量Z-特征对可信验证

利用免逆牛顿法及区间算法理论, 研究对称张量Z-特征对的可信验证问题, 提出了一种计算Z-特征对的区间算法. 该算法通过输出一个近似Z-特征对及其相应的误差界, 使得在近似解的误差范围内必存在一个精确的Z-特征对.     

基于免逆牛顿法的对称张量Z-特征对可信验证

利用免逆牛顿法及区间算法理论, 研究对称张量Z-特征对的可信验证问题, 提出了一种计算Z-特征对的区间算法. 该算法通过输出一个近似Z-特征对及其相应的误差界, 使得在近似解的误差范围内必存在一个精确的Z-特征对.     

几种求解非线性整数规划的局部极小点的算法

求解整数非线性规划问题的局部极小点是求解整数非线性规划问题的全局最优解的前提.很多求解整数非线性规划问题全局最优解辅助函数法(比如填充函数法)都需要先求整数非线性规划问题的局部极小点.给出求解非线性整数规划问题局部极小点的坐标轮换法,并与已有的两种方法作了算例比较.     

一种分析层合板大挠度动力响应的有效方法

研究了四边简支复合材料层合板在横向冲击载荷作用下的非线性大挠度动力响应，提出了一种精确的计算方法，该方法基于经典的层合板理论及板的大挠度基本假庙，得到四边简支层合板的非线性运动方程及变形协调方程；用Galerkin法进行离散，将位移和应力函数展开为级数形式，由此获得一组非线性微分方程组；引入Kronecker张量积把非线性微分方程组化为易于求解的Kronecker张量积形式的二阶常微分方程组，由4阶Runge-Kutta法数值求解，文中讨论了不同载荷形式及初始挠度对复合材料层合板动力响应的影响。     

非线性耦合薛定谔系统的精确行波解研究

利用辅助函数法求解非线性耦合薛定谔系统,把求解非线性偏微分方程组的问题转化为求解代数方程组的问题,进一步应用Maple软件得到了十组精确行波解,其中解的形式有双曲函数、椭圆函数、三角函数和有理函数等.最后,利用Maple软件给出了两种解的图形.     

双材料反平面非对称界面端研究

研究了双材料非对称的反平面界面端的问题,通过构造应力函数并结合复变方法,在给定的自由边界条件下,得到一组四阶齐次线性方程组,从而求解出双材料反平面非对称界面端的特征方程.在固定角度θ1情况下,选取一组材料参数为验证特征值λ的算例,并通过变换角度θ2、φj(j=1,2)的值来研究特征值θ1的变换规律,给出了不同情形下的相应图形.     

非线性分数阶微分方程特征值问题正解的存在性

应用拉伸压缩不动点定理研究非线性分数阶微分方程特征值问题的正解,得到了正解的存在性.结果表明,对于一类α阶非线性分数阶微分方程的特征值问题(3α≤4),当特征值参数满足在一给定开区间时,该微分方程至少存在一个正解.