人造地球卫星运动方程的代数动力学算法数值解

代数动力学算法首次被用于求人造地球卫星运动方程的数值解,在四阶算法下,与Runge-Kutta算法和辛算法的计算结果作了比较.结果表明,代数动力学算法对于人造地球卫星长期轨道的计算有较高的精度.并讨论了地球四极和八极带谐项对卫星轨道的影响.

开放式多体系统动力学仿真算法软件研发(Ⅱ)DAEs求解算法对比

研究求解微分-代数方程组(DAEs)的高效率、高精度和高稳定性数值积分方法一直是多体系统动力学领域的热点问题之一。本文将求解结构动力学方程的Bathe数值积分策略应用于DAEs的求解,并基于SiPESC平台开发了开放式多体系统动力学仿真算法软件,综合比较研究了Newmark法、HHT-I3法、Generalizedα方法、Bathe方法和祖冲之类Symplectic方法。通过复摆、刚-柔耦合双摆和对称陀螺三个数值算例研究了算法参数与数值阻尼的关系。数值实验表明,Newmark方法在特定参数下引入的数值阻尼通常不可控,HHT-I3方法、Generalizedα方法和Bathe方法通过选择特定步长和参数可引入可控的数值阻尼,祖冲之类Symplectic方法无数值阻尼。在求解真实高频和低频耦合问题以及高速旋转的陀螺问题时,采用祖冲之类Symplectic方法或者无耗散的Newmar方法能够对系统的高频成分进行准确模拟。

多体系统动力学微分/代数方程组的一类新的数值分析方法

本文讨论了多体系统动力学微分／代数混合方程组的数值离散问题．首先把参数t并入广义坐标讨论，简化了方程组及其隐含条件的结构，并将其化为指标1的方程组．然后利用方程组的特殊结构，引入一种局部离散技巧并构造了相应的算法．算法结构紧凑，易于编程，具有较高的计算效率和良好的数值性态，且其形式适合于各种数值积分方法的的实施．文末给出了具体算例．

一种基于遗传算法的求代数方程组数值解的新方法

解方程组是工程研究中的基本问题 .当前的各种求解方法都只针对某一特定类型的方程组 ,没有通用性 .根据遗传算法与具体问题无关的特点 ,提出了一种通用的代数方程组数值解求解方法 .首先 ,基于遗传算法建立了代数方程组求解问题的通用模型 ;然后阐述了具体的求解过程 ;最后分析了该法的特点和性能 .实验表明该法是有效可行的 ,进一步提高解精度的关键在于对遗传算法本身的研究 .

柔性多体系统动力学新型广义-α数值分析方法

结合隐式数值积分解耦法,提出柔性多体系统动力学的新型广义-α数值分析方法。利用新型广义-α法乘以积分步长h或h2缩小因子的形式将积分步长引入至系统雅可比矩阵计算,获得离散的多体系统动力学方程和约束方程。基于隐式数值积分解耦法,获得系统变量的解耦方程组和系统雅可比矩阵。通过数值实例研究新型广义-α法的数值精度、收敛阶次、稳定性和计算效率。理论研究和数值分析表明,新型广义-α法极大减小了系统雅可比矩阵函数的估计数目和Newton-Raphson迭代次数,从而大大地减小了柔性多体系统动力学分析的求解规模,同时满足位移、速度及加速度约束。高效、高精度、可控数值阻尼的新型广义-α数值分析方法,对具有多柔体、接触冲击和摩擦等刚性性质的柔性多体系统动力学分析具有重要的理论参考意义和工程应用价值。

多体系统力学微分／代数方程组的一类紧凑算法

本文提出了多体系统动力学微分／代数混合方程组的一类紧凑算法．首先把参数ｔ并入广义坐标讨论，简化了方程组及其隐含约束条件的结构；然后根据简化后的方程组的特殊结构，引入一类局部离散方法．这一算法结构简单，易于编程，具有较高的计算效率和良好的数值性态，且其形式适合于各种数值积分方法的实施．

物理计算的保真与代数动力学算法——I.动力学系统的代数动力学解法与代数动力学算法

用常微分方程描述的动力学系统的演化方程的数值求解及其保真问题．首先引进时间平移算子,把经典动力学系统的常微分方程的初值问题提升为偏微方程的初值问题,纳入量子物理的代数动力学框架；将动力学系统的时间演化的局域微分规律和整体积分规律,用李代数和李群的语言具体表示出来；用代数动力学方法求得了用Taylor级数表示的局域收敛的常微分方程的偏微分形式的精确解和Taylor级数系数函数的解析表达式．在Taylor级数表示的局域精确解的有限项截断近似下,建立起一种基于时间平移偏微分算子的常微分方程的数值求解方法．代数动力学算法．从代数动力学算法的观点考察了辛几何算法和Runge-Kutta算法的保真问题．

关于数值代数的几点注记

本文用追赶法给出了一类三对角方程组的解的估值，用多种方法证明了一个矩阵的非奇异性，用数值例子比较了线性方程组的迭代算法。

求全局最优解的新算法

利用局部极大值点与动力系统的稳定奇点的对应性,计算代数方程的根、无约束极大值点、有约束极大值点、非线性规划解、及最小二乘解.我们采用了常微分方程数值解的Euler算法及网格初始点的循序迭代算法,并以具体的例子和程序说明创立的方法具有通用性,同时考虑了一些存在的问题以便在理论和算法上作进一步的改进.

电力系统暂态稳定性数值计算的几种新方法及其比较

将辛几何算法及辛代数动力学算法两类新的方法引入电力系统暂态稳定性数值计算。以一个简单的电力系统为例,通过数值实验将新方法与电力系统分析中常用的隐式梯形积分法及传统的Runge-Kutta方法进行了对比分析。初步的数值实验结果表明,辛几何算法及辛代数动力学算法与传统算法相比,在计算精度和数值稳定性方面具有较为明显的优势,因而更适合于电力系统暂态稳定性及相似问题的数值计算。

奇点处分岔解支的数目问题

本文在孤立奇点的假设下证明了带参数非线性方程组解的孤立性，同时指出在分岔点处必有而且仅有有限条解支分岔出来．这一结论是分岔问题数值方法的一个理论基础．

求解线性方程组和一种迭代解法

本文对任意线性方程组ＡＸ＝Ｂ（Ａ∈Ｒ（ｎ×ｍ），Ｂ∈Ｒｎ），在文［１］基础上给出了一种迭代算法。其收敛速度比文［１］方法快，并证明了该算法的收敛性。最后，通过几个算例说明了本文算法的有效性。

齐次线性方程组基础解系列处理法

利用正交化列处理法和线性变换，给出了一个确定任意齐次线性代数方程组解空间结构的数值计算方法；分析了该方法的收敛性、计算复杂度、数值稳定性和内在并行性，进而探讨了该方法的应用前景。

谈数学统一性问题——对工科人才的数学培养、课程设置及教材改革的探索

数学是统一的,数学的这种性质是由它的内在本质所决定的。工科数学教师了解与遵循“数学统一”的原则,不仅对工科人才数学培养,而且对高等数学的改革,都具有十分重要的作用。这是一个涉及面很广。理论层次很深的问题,就笔者的水平是很难把它说清的,但是我们想抛砖引玉。就数学统一性的一系列问题谈一点看法,文中如有不当之处.望同行指正。

高中数学课程中的二分法——对“用二分法求方程的近似解”的思考

二分法是《普通高中数学课程标准(实验)》(以下简称《标准》)新增的内容之一.从笔者对《标准》的理解、教材编写的经历以及教学实践的角度看,增加这部分的主要目的:一是加强函数与方程的联系,突出函数的应用,用函数的观点看待某些方程,通过研究函数的某些性质,把函数的零点与方程的解等同起来;二是二分法这部分内容较好地体现了算法的思想。