A Helmholtzian approach to space and time

A slight modification of Helmholtz’s metrical approach to the foundations of geometry leads to the locally Euclidian character of space without restriction of the curvature. A bolder generalization involving time measurement leads to the locally Minkowskian character of spacetime. Some philosophical consequences of these results are drawn.     

波数域等价波动方程三维弹性波波场分离

将基于传统弹性波波动方程正演模拟或者反向外推得到的波场作为纵横波耦合的混合波场,利用亥姆霍兹分解方法对混合波场进行分离,可得到纯纵波波场和纯横波波场,但是用这种方法分离后的波场和原波场相比产生了振幅畸变。为了消除这一现象,笔者从亥姆霍兹分解方程入手,利用纵波波场旋度为零、横波波场散度为零的特性,在波数域将传统波动方程分解为无旋部分和无散部分,得到波动方程的一种等价表示。数值实例表明,该方法既能获得混合波场、纯纵波波场和纯横波波场,又能使分离前后的波场振幅无畸变。     

三维Helmholtz方程外问题的非重叠区域分解算法

文章讨论了空间半无界区域Helmholtz方程外问题的基于自然边界归化的非重叠区域分解算法,即通过做一个人工边界,把空间半无界区域分解为不重叠的有界区域和规则的无界区域,然后在两个区域内分别求解。这种方法对于求解无界区域问题具有十分明显的优越性。文章给出了连续和离散情形的D-N算法并讨论了其收敛性,并且证明了其收敛速度与网格参数h无关。     

双空间指示函数方法在三维分层介质中声波的反散射问题的推广

给出了双空间指示函数方法在三维分层介质中声波的反散射问题的推广。这个方法基于以下观察:当Green函数的点源在障碍物内部时,远域数据的赋权积分可以很好地近似估计Green函数,但是当Green函数的点源在障碍物外部时,远域数据的赋权积分则不能很好地近似估计Green函数。建立一个积分方程:它的右边是声源在所重构区域的Green函数,则这个积分方程的解的范数在未知障碍物的内部有最值,而这些取得最值的点所围成的区域恰好就是所重构的障碍物区域。这个方法最显著的优势在于它不依赖于未知障碍物的边界条件。     

Number and measure: Hermann von Helmholtz at the crossroads of mathematics, physics, and psychology

In 1887 Helmholtz discussed the foundations of measurement in science as a last contribution to his philosophy of knowledge. This essay borrowed from earlier debates on the foundations of mathematics (Grassmann / Du Bois), on the possibility of quantitative psychology (Fechner / Kries, Wundt / Zeller), and on the meaning of temperature measurement (Maxwell, Mach). Late nineteenth-century scrutinisers of the foundations of mathematics (Dedekind, Cantor, Frege, Russell) made little of Helmholtz’s essay. Yet it inspired two mathematicians with an eye on physics (Poincaré and Hölder), and a few philosopher-physicists (Mach, Duhem, Campbell). The aim of the present paper is to situate Helmholtz’s contribution in this complex array of nineteenth-century philosophies of number, quantity, and measurement.     

松弛因子在交替法中的应用

为实现最优Schwarz交替法能够自适应地选取边界传输条件上的线性算子,本文在交界处切线方向上选取算子时引入松弛因子θ1,θ2,恰当选取松弛因子可以加速收敛,证明了线性和非线性条件下加速收敛的条件。数值算例也表明相同结果。     

二维Helmholtz方程Taylor多项式逼近及误差分析

利用Taylor多项式方法,对二维Helmholtz方程进行数值解研究．首先将Helmholtz方程问题转化为矩阵方程,建立了Taylor多项式逼近解的求解格式;其次给出了Taylor逼近解与精确解的误差分析,同时给出了几个数值例子验证该方法的有效性与可靠性．     

三维Helmholtz方程在扰动的共轴波导上的解的存在唯一性

在允许导波存在的情况下,研究了三维Helmholtz方程在扰动的共轴波导上的解的存在唯一性。对扰动项和点源项的假设要求很少。首先,在知道三维齐次Helmholtz方程在无扰动的共轴波导的Green函数的基础上,引进了一个推广的Sommerfeld-Rellich辐射条件(输出辐射条件)。然后,证明了满足给定的辐射条件的三维Helmholtz方程在扰动的共轴波导上的解的存在性及唯一性。