Cauchy微分方程的一种新的数值解法

众所周知，求解微分方程（组）常用的数值方法有有限差分法，有限元素法等，这些方法都是将微分方程（组）分离散化后求解．若将网格划分得粗了，则求解精度不高，不能满足工程实际需要，若将网格划分得细了，则所需计算机内存量和计算量都太大．为解决上述问题，本文给出微分方程（组）的解的概率表达式的一种新的数值解法──概率数值解法．     

Allen-Cahn型相场模型的移动网格方法

针对2种流体的Alleh-Cahn型相场模型提出了一种自适应移动网格方法.移动网格方法包括网格重分布和偏微分方程求解2个相对独立的部分.通过求解一个类似于Poisson方程的偏微分方程组获得网格重分布,大量的网格点聚集在2种流体的界面附近从而提高了分辨率,而在其他的区域则仅有比较稀疏的网格点.Allen-Cahn模型用...     

有限体积法实现变系数椭圆型方程数值解

研究了变系数椭圆型偏微分方程的有限体积法,该方法将研究区域划分为一系列不重复的分割区域,并且每个网格点都包含在一个分割区域,再用待求的偏微分方程对每个分割区域进行积分,便可得到一组离散方程。基于这些离散方程,采用matlab编程达到数值实现的目的。最后,通过数值实例展示了有限体积法的计算精度,并得出了一些普遍且有益的结论。     

明渠非恒定流问题的数值计算方法——以圣·维南方程组的数值计算方法为例

圣·维南方程组属于一阶拟线性双曲型偏微分方程,目前还无法求得其精确的解析解,实践中常采用数值计算方法求其近似解,即将流体力学物理问题转化为偏微分方程初边值的数值解问题。其求解是在给定初始条件和边界条件下,对方程进行离散化,求其数值解。求解过程一般分为两步:第一步是把方程组的求解域离散化,即将微分方程连续的定解域离散到定解域中的一些网格点上,把偏微分方程转化为一组代数方程。第二步是求解这组离散方程,给出这些离散点上解的近似值。数值模拟的正确性和精确度主要取决于网格划分、方程离散的差值函数、初边值条件等几个环节。目前常用的计算方法有基于有限差分法的特征线法和直接差分法,以及有限元法等。     

随机波动下障碍期权定价的有限差分方法

为有效求解随机波动影响下,障碍期权定价的二维对流扩散方程的初值边值问题,采用非均匀有限差分近似方法,构造了非均匀空间网格,利用泰勒级数展开式导出了非均匀网格上的一阶偏导、二阶偏导以及混合偏导项的差分格式,对离散得到的常微分方程组采用Craig-Sneyd格法迭代求解,通过数值实验将所得结果同蒙特卡洛方法进行了比较.研究结果表明,非均匀有限差分方法是求解障碍期权定价问题的一种稳健、有效的数值方法.     

求解特征值问题的复合式外推两网格方法

两网格方法与外推方法是求解偏微分方程的有效数值方法.将两网格方法与外推方法结合,构造了一类求解特征值问题的复合式外推两网格方法,可以得到更高精度的求解.数值实验验证了算法的有效性.     

基于矩阵的多重网格 理论与应用，第二版

多重网格方法经常用来解偏微分方程，而基于矩阵的多重网格方法则特别适用于一些复杂情形（如非矩形区域、非均匀网格、可变系数、非对称或不定系数矩阵等情形）。本书给出一种新的方式，从代数观点引进和分析多重网格方法。它初版后即获同行好评。第二版作了进一步修改，例如，从区域分解的观点讨论多重网格方法，应用半代数网格方法处理一些复杂论题（如偏微分方程组的求解），增加了图示、例子和各类习题，从而更有利于初学者理解和掌握基本结果；对于方法的应用的论述则更为全面，覆盖了物理学、工程技术和计算机科学等领域。     

一类具有x^a型解的变系数线性齐次微分方程的求解

变系数的线性微分方程，一般说来都不容易求解，但是对有些特殊的变系数线性微分方程，则可以通过一定的方法进行求解．本文将介绍系数是多项式(或可变为多项式)的线性齐次微分方程内具有x^a型解的求法．     

线性微分方程的有限差分法求解周期正解

为了提高线性微分方程在求解计算中的性能，提出了线性微分方程的有限差分法求解周期正解。证明了线性微分方程的有限差分格式与能量守恒的离散规则是等价关系，分析了线性微分方程差分格式的正性和周期性，实现了基于有限差分法的线性微分方程求解周期正解。最后通过数值实验的方式，得出与传统差分法求解线性微分方程的周期正解相比，不仅满足了正性要求，还满足了周期性要求。     

正方形环域Laplace方程的简明数值解法

通过正方形环域的Laplace方程的数值求解过程,详细介绍了使用MATLAB求解微分方程的方法.用MATLAB的M文件,生成正方形环域,用函数numgrid作网格划分,用函数delsq建立五点差分格式建立并求解拉普拉斯方程第一边值问题.     

P1非协调Mortar元的V循环多重网格方法

给出了求解偏微分方程的P1非协调Mortar元的一个V循环多重网格方法，并证明了此方法的一致收敛性，即收敛性与网格层数和网格尺寸无关。     

一种有限积分变换方法及其在渗流力学中的应用

本文给出了构造有限积分变换的一般方法。这种有限积分变换是根据方程、边界条件及自变量变化范围具体确定。使用这种有限积分变换求解自变量变化范围为任一有限区间的一般二阶偏微分方程,都是行之有效的,且同样的方法构造有限积分变换,可以求解四阶偏微分方程。这种有限积分变换是求解一般工程问题的简易工具。本文还列举了这种有限积分变换在渗流力学中的广泛应用。     

变形电缆的电势计算

长期埋于地下的同轴电缆由于发生了部分形变，其屏蔽层与缆芯之间的恒定电场的电势计算较困难，本文应用有限差分法将场域划分成网格形，经数学处理后，可将场域满足的微分方程转化为线性代数方程组．并用迭代法根据ＩＢＭ－ＰＣ机的计算结果绘制了等势线．     

梁的有限单元法分析技巧初探

目前用有限单元法分析梁是一种必不可少的手段,它的分析精度与所划分的单元网格尺寸,以及节点数有关。单元划分得越多,计算结果就越准确,但所需求解的未知数也越多,计算工作量越大。此外,由于梁的形状特征对单元网格的划分有特殊的要求,通常必须采用较细的单元网格才能得到较高精度的解答。这使得目前面广量大的微机和小型机的应用受到限制。本文根据梁的受力特点,提出了一种减少未知数、提高计算精度的实用方法,不但减少     

泊松方程非等间距有限差分的数值求解方法

采用3阶精度中心差分格式对Dirichlet边界条件下的二维泊松方程进行离散,近边界网格点处采用2阶精度差分格式进行离散,利用超松弛迭代进行矩阵求解.数值计算结果表明,该有限差分方法具有收敛速度快、精度高的特点,可推广应用于非等间距网格下其他类型偏微分方程的数值求解.     

二维浅水水流的一种新型三角形网格FVM计算格式

将三角形网格良好的边界拟合性能与有限体积法守恒性质好、求解速度快的优点相结合，构造了适用于三角形网格的有限体积计算模式，模式以交替方向隐式(ADI)求解．采用长江三峡工程河段水流资料对模型进行验证计算，将实测值与计算值作了对比，结果令人满意．     

一类导热型微分方程的数值求解方法及其比较

针对一维、稳态且含内热源的导热型微分方程,分别采用区域离散方法A和B划分网格,且每种网格划分方法中又分别采用Taylor展开法和控制容积平衡法进行数值求解。计算结果表明,虽然Taylor展开法中右端点离散方程采用二阶截差展开时数值求解精度较高,但离散方程推导过程复杂,尤其在计算节点间距不等的情况下更是如此;控制容积平衡法物理意义明晰,数值求解精度高,无论对于区域离散方法A或B,其离散方程推导过程均简单明了。     

用无网格局部Petrov-Galerkin方法分析Winkler弹性地基板

利用Winkler弹性地基板控制微分方程的等效积分对称弱形式,同时对变量(挠度)采用移动最小二乘近似函数进行插值,研究了无网格局部Petrov-Galerkin方法在弹性地基板弯曲问题中的应用．它不需要任何形式的网格划分,所有的积分都在规则形状的子域及其边界上进行,并用罚因子法施加本质边界条件．数值算例说明,无网格局部Petrov-Galerkin法不但能够求解弹性静力学问题,而且在求解弹性地基板问题时仍具有收敛快、稳定性好和精度高的特点．     

基于特征线的变步长网格划分法

本文首先讨论了用特征线法求解常系数双曲型偏微分方程的解析解,分析了以特征线法为依据构造的几种经典差分格式并给出了数值计算结果,通过分析误差得到最优网格比,结合特征线法提出了变系数双曲型方程的变步长网格划分的数值解方法及数值计算结果。     

冻结过程中相变界面移动及传热的计算机模拟

对冻结体划分网格并对网可靠节点进行了热平衡分析。由此提出了扩展边界节点的概念，并使用有限差分法，对所得的差分方程组进行了计算机求解及模拟。从而得到了一种有效的对冻结过程中的相变界面移动及传热进行研究分析的方法。