求解高次有限元方程的外推瀑布型多重网格法

为了求解高次有限元法离散泊松方程形成的高次有限元方程,使用高阶差分格式离散形成一系列辅助的粗网格层,结合新外推公式和高阶插值算子给相邻细网格层提供初值,提出了一种外推瀑布型多重网格法.数值实验验证了新算法的有效性.     

求解二次Lagrangian有限元方程的瀑布型多重网格法

针对二次Lagrangian有限元方程,通过将新外推公式和二次插值技巧相结合,为细层提供好的初始值,设计了新的瀑布型多重网格法.数值实验表明,与基于部分几何信息的代数多重网格法相比,新算法有更好的精度和效率.     

改进格式的组合网格法

针对组合网格法在求解特殊类型的工程问题时求得数值解精度低的缺陷,提出一个改进计算格式的组合网格法.粗细两套网格都是在各自区域上单独剖分,两套网格互不影响,在粗网格上达到粗网格的精度,在细网格上达到细网格的精度.该方法的网格剖分为粗网格和细网格,能够大大提高数值解的精确度.     

非线性椭圆问题的紧致差分格式及瀑布两网格法

为了讨论来源于科学工程问题的二维非线性椭圆问题的离散格式及其数值解法。首先,将泊松方程的四阶紧致差分格式推广至二维非线性椭圆问题,提出了紧致差分(CFD)格式,基于CFD格式,选取合适的步长,形成粗网格层和细网格层。在粗网格层上,使用牛顿法求得对应的非线性方程的高精度数值解;在细网格层上,运用插值算子将粗网格上的数值解进行插值,得到细层上较好的初始值,并再次使用牛顿法进行求解,提出了CFD格式下的瀑布两网格(CTG)法。数值实验表明:提出的CFD格式具有四阶计算精度,CTG法迭代步数少、计算时间短。     

复杂断层油藏蒸汽注采过程的自适应网格法

对复杂断层油藏蒸汽注采过程采用自适应网格法进行了数值研究,将断层处理成绝对渗透率极低的介质,而不是内边界.当利用自适应网格法划分网格时,并没有将断层区域处理成细网格,而是当蒸汽锋面尚未波及时自适应地采用粗网格.对于最精细层上含有断层的网格的渗透率提出了简单的计算方法,在此基础上利用重正化方法计算自适应网格各层粗网格的等效渗透率.数值结果表明：断层附近物理量变化较缓时采用较粗层次的网格不影响计算精度,采用自适应网格法可以大幅度地提高复杂断层油藏蒸汽注采过程的计算速度.     

求解二维热传导方程的高精度紧致差分方法

基于Richardson外推法提出了一种数值求解二维热传导方程的高阶紧致差分方法.该方法首先利用时间二阶、空间四阶精度的紧致交替方向隐式(ADI)差分格式在不同尺寸的网格上对原方程进行求解,然后利用Richardson外推技术外推一次,最终得到了二维热传导方程时间四阶、空间六阶精度的数值解,数值实验验证了该方法的高阶精度及有效性.     

求解薄板弯曲问题的差分外推法

本文在薄板分步差分的理论基础上,提出用分层外推法提高解的精度.网格加密后,折算弯矩无外推结果的结点值用双一次康斯曲面插值求得折算弯矩值.对连续性不满足外推要求的荷载函数进行了磨光,使q(x,y)∈C_3(Ω).计算结果表明:上述方法是行之有效的.     

解非线性椭圆边值问题的逐层显式校正迭代法

本文提出一种求解非线性离散椭圆边值问题的逐层显式校正迭代法.该方法有效地融合了多层网格方法和扰动迭代方法.有关数值分析表明,当网格分划较细且分划参数h较小时,在各网格层上仅需一次简单的迭代和显式校正步骤就可满足数值计算的要求.使用该方法的计算量是最佳阶的,它是最细网格层节点变量个数的同阶量.     

一类半线性椭圆方程的二重网格差分算法

应用二重网格差分算法处理了一类半线性椭圆问题。无需求细网格上的非线性解,对粗网格(可以很粗)上的数值解在细网格上进行几次线性修正即可,且重复算法的最后一步可以按粗网格步长任意阶地逼近细网格上的非线性解。算法提高了计算效率但不降低精度,有数值算例加以验证。     

基于多重网格法的MT正演模型边界截取

为了验证基于多重网格法边界截取的效果,通过数值模拟,分别对大地电磁法问题的均匀半空间模型和三层模型进行基于多重网格法的边界截取研究和分析.采用加权平均法产生粗网格上系数矩阵,并与传统的方法对比.研究结果表明:粗网格加权平均法的渐进收敛性明显比Galerkin法(采用简单的插值矩阵)的好,但比粗网格近似的几何法的渐进收敛性略差;收敛性的广义Fourier谱分析在大地电磁法中对介质的非连续性不敏感,不能区分模型参数变化所引起的收敛性变化;随着边界截取的增加,满足特定收敛标准的数值解与理论解偏差增大;当截取到的深度约为趋附深度的2倍时,截取后的计算结果接近理论值,说明基于多重网格法的边界截取有效.     

非线性两点边值问题的反插值Volterra型积分方程解法

对原为第一类边值问题的非线性常微分方程采用并行打靶的方法,寻求原问题相对应的初值问题,将其转换为Volterra型积分方程组离散求解,并采用外推技术进一步提高解的精度.同时,对问题的存在性,唯一性,以及算法的收敛性均进行了讨论,并取得较好的数值结果.     

三角形域上边界型积分公式的误差估计

本文对三角形域上边界型近似积分公式首次给出精确的误差渐近估计,并由此建立相应的Romberg型外推公式.同时,讨论了若干数值应用,包括提出一种新的求解Volterra型积分微分方程初值问题的数值方法.     

网格因素对格子Boltzmann方法误差的影响

基于外推法的思想,提出了格子Boltzmann方法中的误差计算方法.该方法在粗细两种网格下,采用Filippova提出的分布函数耦合方法推导出误差的计算公式,其主要误差项与格子大小和分布函数中的非平衡态部分成正比.最后用垂直平板障碍绕流作为一个数值计算实例,验证了理论推导与数值试验结果是一致的.     

黏弹性非线性波动方程的超收敛分析及外推

主要研究黏弹性非线性波动方程的双线性有限元方法.利用高精度分析和平均值技巧分别导出了L2模和H1模的超逼近性,进而,借助于插值后处理技术得到了H1模的超收敛性.同时,通过构造一个新的外推格式,在H1模意义下给出了比线性情形高一阶的外推结果.     

非线性椭圆问题的非精确牛顿代数多重网格法

采用基于矩阵图集的粗化算法形成粗点集,构造改进的插值算子,结合V型多重网格法和瀑布型多重网格法的算法结构,提出了一种改进的代数多重网格（IAMG）法,并估计了该算法的计算量。将IAMG法运用于求解牛顿算法中线性校正方程,提出了求解非线性椭圆型问题的非精确牛顿代数多重网格（IN-AMG）法。数值实验表明与对比算法相比,IN-AMG法在求解线性校正方程方面的整体计算量更少、计算时间更短。     

插值法应用的实例分析

插值是数值分析领域的一个主要部分,插值理论能解决物理已知的表格数值中查找未知的值。结合插值理论建立插值函数进行插值计算,得到甘油在某一温度下的粘度。内插和外插在实际预测汽油价格中的比较,得到外插的稳定性、可信性和精度都不如内插。利用实例,通过分段线性插值得到解决画图中的Runge现象的方法。     

外推法在加权离散Fourier变换中的应用

该文将外推法应用于加权离散Fourier变换,利用Euler-Machau-rin公式及Richarson外推技巧,给出了基于加权离散Fourier变换的外推公式,并证明了其误差估计为O(T~(2m+2))。最后与离散Fourier变换及加权离散Fourier变换的误差进行了比较。     

基于小波方法的随机脉动风模拟

根据小波的多分辨率分析性质,利用小波重构算法,采用正交小波基对脉动风速进行模拟.选取适当的小波基,假定最粗糙尺度上的尺度系数(即原始信号在最粗糙尺度上的近似),基于线性估计原理,由其线性组合估计同一尺度上的小波系数(即原始信号在该尺度上的细节内容),利用逆小波变换反复迭代计算,就可以得到原始信号在最精确尺度上的近似.根据这一思路,模拟了与Kaimal谱一致的苏通桥某点的纵向脉动风速,验证了小波方法模拟随机风场的有效性.     

基组外推方法构建O(~3P)+H_2体系1~3A″的全维势能面

使用基于全活化空间自洽场(CASSCF)的多参考组态相互作用方法(MRCI+Q)和基组aug-cc-pV5Z构建了O(3P)+H2体系能量最低的13 A″和13 A′两个态的势能面,对13 A″态使用Varandas小组的外推方法,将基组aug-cc-pVQZ和aug-cc-pV5Z外推到完备基组极限(complete-basis-set limit).使用含时波包方法对新势能面进行动力学计算,并对比了只使用aug-cc-pV5Z基组时的速率常数,结果说明外推方法改进了势能面.