泊松方程的五点差分外推法

给出了泊松方程在矩形网格剖分下的五点差分外推法,证明了该方法是四阶方法.通过数值算例,验证了该方法的精确度和有效性,并从计算量、收敛阶和适用性等方面与九点差分法进行了比较.

五点差分格式的试验研究及其最优方案

本文分析了五点差分格式,并在均匀旋转的风场条件下,采用各种不向的初值,对三维平流方程进行了长时间的数值积分,得到了一种最优五点差分方案。

五点差分格式算法在数学物理方程中的应用

许多物理现象中的稳定过程都归结为椭圆型微分方程,差分法是解椭圆型微分方程的重要方法.首先给出了解椭圆型微分方程五点差分格式的算法框架,然后对数学物理问题中的热传导方程及附加条件作差分逼近,求出其数值解,最后将理论应用于实际中去,在实践中得到可行性的检验.

Laplace方程边值问题的五点差分格式

使用差商代替导数法与积分插值法建立Laplace方程边值问题五点差分格式。

在不规则四边形网格上逼近扩散算子的五点及九点差分格式的测试

在Lagrange坐标下使用四边形网格进行二维辐射流体力学数值计算的难点之一是需要构造在不规则四边形网格上仍能较好地逼近扩散算子的差分格式 .本文就五点差分格式和目前常用的九点差分格式进行了比较全面的数值测试和理论分析 .结果表明五点格式仅在均匀矩形网格上具有二阶逼近精度 ,九点格式仅在均匀平行四边形网格上具有二阶逼近精度 ,这两种格式在一般的不规则四边形网格上通常都是不相容的 .尽管九点格式优于五点格式 ,但它对不规则网格的适应性远不如人们以前所想象的那么好 .由此可见 ,为了进一步改进二维辐射流体力学的数值计算 。

基于五点中心差分算法求波动方程的解

利用五点中心差分法求波动方程的数值解,与经典的三点中心差分法相比较,提高了数值解的精度,位置变量的精度由二阶提高到四阶,时间变量的精度保持不变。该算法格式清晰,易迭代,易推广以提高波动方程求解的精度。

二维地震波场的五点八阶超紧致有限差分数值模拟

首先将迎风机制引入五点八阶超紧致有限差分(CCD8)格式,得到五点七阶迎风超紧致(UCCD7)格式,并对两种格式进行数值频散分析和精度分析;其次建立了二阶声波方程的位移场时间四阶离散格式,将五点CCD8格式和五点UCCD7格式分别应用于位移场空间导数的求取,并分析这两种格式的稳定性条件;最后基于PML边界条件,将上述两种格式分别应用于声波方程的均匀介质、水平层状介质及Marmousi模型的数值模拟和波场特征分析及对比。研究结果表明:相较于普通紧致差分,五点CCD8格式具有小截断误差、高模拟精度、低数值频散、高稳定性、所需网格点数少的优点;引入迎风机制后,声波方程的五点UCCD7格式稳定性得到进一步提高;模型试算的结果验证了五点CCD8格式适用于复杂介质的数值模拟,模拟精度和计算效率都高。

二维黏弹介质五点八阶超紧致有限差分声波方程数值模拟

首次将五点八阶超紧致有限差分格式(CCD8)用于黏弹介质声波方程的数值模拟中,并对该格式进行了频散分析和精度分析,与普通紧致差分格式进行比较。随后,根据泰勒级数展开黏滞声波方程,建立了位移场时间二阶离散格式,将CCD8用于对位移场空间导数的求取,且对CCD8格式进行稳定性研究。最后将CCD8格式运用于均匀介质模型以及水平层状介质模型以及Marmousi模型的数值模拟和波场特征分析及对比中。研究结果表明:①CCD8与CD8相比,具有更小的截断误差、更高的模拟精度以及低数值频散的优点;②CCD8具有较高稳定性;③采用完全匹配层(perfectly matched layer,PML)对人工边界进行处理后对均匀介质、水平层状介质以及Marmousi模型进行黏滞声波方程的数值模拟,发现模拟效果不错,从而验证了CCD8的实用性和有效性性。

二阶常微分方程边值问题的5点差分算法

本文针对二阶线性常微分方程两点边值问题,通过具有最高代数精度的二阶导数的组合式近似,构造了具有最高阶精度的等步长的五点差分格式,并利用广义Peano定理给出了精度阶数。用构造的格式对多个算例编程计算,用Taylor展开方法对边界进行离散处理,并将计算结果与精确解比较。计算结果表明,所构造的差分格式达到了最高的八阶精度。

非线性反应扩散方程的高精度有限差分方法

首先,针对空间二阶导数,提出了一种五点六阶差分公式.然后,针对一维非线性反应扩散方程,空间导数项采用该差分公式离散,时间导数项采用Crank-Nicolson方法进行离散,再利用Richardson外推方法将时间精度提高到四阶,提出了一种时间四阶空间六阶精度的有限差分格式.由于每一个时间层上所形成的线性方程组是五对角形的,因此采用五对角追赶法进行计算,计算简单且高效.最后通过数值实验验证了格式的精确性和可靠性.

有限差分法求解拉普拉斯方程

以极板上具有半圆截面沟槽的电容器内的电势分布为例,介绍了综合应用计算机软件利用有限差分法求解复杂边界的拉普拉斯方程数值解的方法。并利用数值解的结果讨论了沟槽表面的电场分布和电荷分布。

泊松方程的有限差分法的MATLAB实现

泊松方程是物理及工程应用领域中一类非常重要的方程，研究其数值求解方法具有重要意义。给出了使用有限差分法求解泊松方程的计算方法，并讨论了使用MATLAB编写计算程序，使用数值算例和静电场实例进行了数值实验，实验结果与理论一致，检验了算法的有效性。

二维方形GaAs量子点电子特性的研究

采用抛物线形限制势作为量子点对电子的有效束缚势,在密度泛函理论的基础上,使用五点差分法把二维方形量子点中电子的薛定谔方程离散化,然后用自洽迭代的方法求解二维方形量子点,得出绝对零度情况下二维方形量子点中处于基态电子的总能量、化学势和电子密度。并讨论了抛物线形限制势的强度对量子点中电子基态能量、化学势和电子密度的影响,得出了方形量子点多电子系统基态的一些性质。

拟合法15°波动方程有限差分串联偏移

本文把最佳拟合算法(三点和五点差分格式)及串联偏移方法应用在15°波动方程偏移中。由于拟合法的差分因子随着采样间隔、步长、速度等参数的变化而变化,因此与原有的波动方程差分偏移法相比,串联偏移方法能有效的使大倾角归位,克服频散,速度及步长可以灵活变化,运算效率高等优点。

第一类导数非线性Schrdinger方程的高阶紧致差分格式

利用Taylor级数展开,得到求解第一类导数非线性Schrdinger方程的五点四阶时间紧致有限差分格式,该格式在空间和时间上均保持4阶精度。数值算例验证了该格式的精度阶,并给出了2个单孤子碰撞的数值模拟。

基于MATLAB的筒式水轮机导轴承润滑油膜承载性能分析

针对水轮发电机组筒式水轮机导轴承的润滑不良问题,以大型数学计算软件Matlab为工具对其润滑油膜承载力的分布即润滑油膜Reynolds方程(油膜压方程)进行了全新求解。首先利用五点差分法离散水导轴承压力方程并建立相应的代数方程模型;然后利用Matlab编程计算,定性探讨了不同偏心率下筒式水导轴承的油膜压力分布情况,并给出数值分析三维网格结果图形分布;最后,从所得压力分布情况,推出了润滑油膜力的非线性,且随着水导轴承偏心率的不同,主轴径向力和油膜承载力也随之相应变化。

Laplace方程的一类反问题

该文给出从Laplace方程的解的内点值求边界函数的方法.用4个在边界上为分段线性函数的解的线性组合来逼近要求的边界函数.在边界函数为边界线性函数时,这种线性组合和边界函数正好相同.当边界函数近似于边界线性函数时,这种线性组合和边界函数也很近似.并求出了近似解和精确解的接近程度.

自由边界问题的改进投影算法

【目的】自由边界问题在变分不等式中具有重要的应用,而很难用数值方法直接得到它的解。【方法】利用有限差分近似,得到该问题的一个新的投影不动点算法。【结果】将自由边界问题离散为一个标准的有限维线性互补问题,而该问题又等价于一个投影不动点问题。于是得到求解自由边界问题的改进投影算法,并给出了算法的具体过程。【结论】理论分析和数值结果都表明了所给算法的有效性。