Hamilton-Jacobi理论与Schrdinger方程的建立

对经典力学的 Hamilton- Jacobi表述与 Schr o¨inger方程间极为深刻的联系 ,在数学形式和物理意义上作了系统的逻辑论证 ,并由 Hamilton经典力学方程类比地建立了非相对论的和相对论的Schrodinger方程。     

弱KAM理论和Hamilton-Jacobi方程

Mather理论研究了在高维正定Lagrangian系统里各类作用量极小集的存在性以及适当条件下,这些作用量极小集之间的连接轨道的存在性,其中关于连接轨道的工作在Arnold扩散的研究中起着重要的作用.Fathi A.创立的弱KAM理论通过研究作用量极小曲线的动力学行为,在Mather理论及传统研究Hamilton-Jacobi所采用的PDE方法中建立起了桥梁.但由于在弱KAM理论中起核心作用的Lax-Oleinik半群在时间周期系统中的非收敛性,使得弱KAM理论的前期工作集中于自治系统.通过新型Lax-Oleinik算子的引入,使得在时间周期Lagrange系统建立弱KAM理论成为可能,也使得我们可能将弱KAM理论推广至更一般的Hamilton-Jacobi方程.本文我们介绍弱KAM理论以及有关这方面研究的最新进展.     

粘性Hamilton-Jacobi方程的熄灭

作者研究了初边值问题ut-Δu-u+|Δu|p=0,p∈(0,1)的非负古典解的有限时间熄灭,证明了熄灭现象的发生与区域Ω有关.对于Cauchy问题,上述方程的古典解在有限时间熄灭与否依赖于初值u0(x)在|x|→∞时的性态.     

由Hamilton-Jacobi方程引申Dirac方程

量子力学与经典力学有着密切的联系,经典力学的Hamilton-Jacobi方程在Schrdinger方程的提出中扮演了重要的角色,在教学中也是引申Schrdinger方程的方法之一;相对论化的Hamilton-Jacobi方程也可以引申出相对论量子力学的Klein-Gordon方程,进一步思考,并分析Klein-Gordon方程和Dirac方程的区别,本文将相对论化的Hamilton-Jacobi方程线性化,引申出了相对论量子力学更基本的Dirac方程,使Hamilton-Jacobi方程作为经典力学通向量子力学的途径更深入一步,进一步揭示了经典力学和量子力学的对应关系.     

Hamilton-Jacobi方程的高分辨率解法

Ham ilton-Jacob i方程经常应用于控制论和微分对策等方面.它与双曲型守恒律有非常紧密的联系,在一维的情形下,两者几乎完全相同.在多维的空间中,类似的情形依然存在.因此,可以通过这种联系来设计不同的近似算法来求解Ham ilton-Jacob i方程.本文利用CWENO算法成功地求解了包括控制最优化问题在内的许多标量问题,结果表明,这种算法在解的光滑区域具有很高的精度,并能很好地解决具有不连续偏导数的计算问题,数值算例结果也表明这种算法是收敛的.     

非线性Hamilton-Jacobi方程的解

利用平均值方法,给出了非线性Hamilton-Jacobi方程的解。     

Schro¨dinger方程双线性元的超收敛分析和外推

研究了Schro¨dinger方程双线性有限元逼近。利用导数转移技巧和该单元的高精度结果,得到了H 1模意义下O（h2）阶的超逼近性质。同时利用插值后处理技术,给出了H 1模意义下整体超收敛结果。近一步地,通过构造一个新的外推格式,导出了比传统有限元误差高两阶的O（h3）阶的外推解。     

Hamilton-Jacobi 方程特征线的性质 I

研究带凸Hamiltonian的高维Hamilton-Jacobi (HJ)方程特征线的性质.证明了HJ方程解的表达式中的极值曲线是特征线,对上半空间中任一点,都存在1条有效特征线段经过它.     

Hamilton—Jacobi理论与Schroedinger方程的建立

对经典力学的Hamilton-Jacobi表达与Schroedinger方程间极为深刻的联系,在数学形式和物理意义上作了系统的逻辑论证,并由Hamilton经典力学方程类比地建立了非相对论的和相对论的Schrodinger方程。     

海森堡型群上Hamilton-Jacobi方程的粘性解

研究了G×R 上的Hamilton-Jacobi方程ut H(Du)=0,这里G表示海森堡型群,Du表示u的水平梯度,当H是径向的、凸的、超线性的时,建立了在连续初值u(p,0)=g(p)条件下有界粘性解的唯一性.     

求解Hamilton-Jacobi方程的高精度GDQ方法

利用求解常微分方程的GDQ方法的思想,结合使用TVD限制器进行校正,研究求解Hamilton-Jacobi方程的高精度高分辨率数值方法,构造了一类新的高精度差分格式,并证明了它在满足一定的CFL条件下具有TVD特性;然后,推广到二维情况;最后,给出了几个典型数值算例.计算结果表明:该格式具有形式简单、边界条件易于处理、计算工作量小且分辨率高等优点.     

Hamilton-Jacobi方程的广义条件对称约化

研究Hamilton-Jacobi方程与广义条件对称群的关系,得到了方程容许的一类二阶广义条件对称,利用该对称对Hamilton-Jacobi方程做了对称约化。     

利用Hamilton-Jacobi方程求解双曲守恒律组的有限元法

将Galerkin高次有限元应用于双曲守恒律组的Hamilton-Jacobi方程形式，得到了求解一维双曲守恒律组的数值格式。对于标量守恒律方程以及线性双曲方程组，这类计算格式具有TVD性质。非线性方程组的计算结果表明该方法具有较好的收敛性。     

求解Hamilton-Jacobi方程的四阶WENO格式

提出一种四阶WENO重构,该重构通过非线性权机制在不同模板之间自动切换：在光滑区域选择中心模板从而达到最优的四阶精度;在间断区域选择某一最光滑子模板从而保证间断附近的基本无振荡特性。将其与全局Lax-Friedrichs通量相结合,对半离散格式采用三阶Runge-Kutta方法在时间方向上推进,得到了一种求解Hamilton-Jacobi方程的高阶有限差分格式。数值算例验证了该方法的四阶精度和基本无振荡特性。     

非紧空间上折现Hamilton-Jacobi方程的粘性解

折现Hamilton-Jacobi方程(简称H-J方程)作为接触H-J方程的一种特殊形式,对其研究具有深刻意义.研究了折现H-J方程在底空间非紧时粘性解的一个表达式uλ(x, t).就一个具体的折现H-J方程,探讨了在底空间非紧且λ> 0时,uλ(x, t)在t→+∞不同初值情形下,在时的收敛情况.     

粘滞Hamilton-Jacobi方程正平衡点的指数吸引性

证明了当扰动f的L∞范数小于Lapalace算子零边界的第一特征值λ1时,粘滞Hamilton-Jacobi方程存在唯一正平衡点,且此平衡点指数吸引所有Cole-Hopf变换下的正则解.由此可知,在指数可积空间中,该方程的全局吸引子具有只包含一个点的简单结构.     

Hamilton-Jacobi 方程特征线的性质 II

研究了带凸Hamiltonian的高维Hamilton-Jacobi (HJ)方程特征线的性质.证明了所有的特征线分2类,其中一类永远不会碰到奇异点,另一类将在有限的时间内碰到奇异点.     

Hamilton-Jacobi方程和来自Kerr-TAUB-NUT 黑洞的隧穿辐射

用半经典近似技术, 利用0自旋的标量场方程、1/2自旋的旋量场方程、1自旋矢量Maxwell场方程、3/2自旋的费米子方程以及弯曲时空中的引力波方程推导出了Hamilton-Jacobi方程. 我们的结论暗示Hamilton-Jacobi方程是半经典理论中的一个基本方程, 可以用来描述各种粒子的半经典动力学行为. 用这一方程研究了来自Kerr-TAUB-NUT黑洞的隧穿辐射, 并得到了这个黑洞的隧穿率、Hawking温度.     

求解Hamilton-Jacobi方程的一类高精度差分格式

构造了一、二维非线性Hamilton-Jacobi方程的一类新的高精度高分辨率差分格式.首先将计算区域划分为互不重叠的子单元,再根据格式的精度要求分割子单元为细小于单元,其次通过子单元上各个细小子单元节点的函数值构造空间导数的高阶插值逼近,为避免由此产生的数值振荡,对空间导数在各节点左右侧的值进行TVD/TVB校正,利用高阶Runge-Kutta TVD时间离散方法得到一维Hamilton-Jacobi方程的高阶全离散格式并推广到二维情况,最后给出了几个典型的数值算例,验证了格式具有计算简单、高分辨间断导数、无振荡等特性.     

Hamilton-Jacobi方程解的定性分析

考虑高维Hamilton-Jacobi方程的柯西问题,应用粘性解和特征线建立微分同胚映射,进而得到全局(局部)解存在性.