Kuramoto-Sivashinsky型方程的广义Hermite谱方法

对广义KS方程建立全离散的广义Hermite谱逼近格式,对离散格式进行先验估计,并证明离散格式关于初值的稳定性。利用广义Hermite函数的某些逼近结果,证明离散格式的收敛性,并得到近似解的误差阶。

非线性Klein-Gordon方程的广义Hermite谱方法

对于量子力学中的非线性Klein-Gordon方程提出了广义Hermite谱方法,给出算法格式和收敛性分析,并证明了该方法在空间方向具有谱精度。数值结果表明:所提方法具有有效性,并与理论结果相吻合。

全直线上热传导方程广义Hermite谱方法

以带伸缩因子的广义Hermite函数为基函数展开全直线上热传导方程的数值解,逼近热传导方程的正确解。给出算法格式和收敛性分析,数值例子表明所提算法格式具有有效性和高精度。所用方法也可用于求解其他同类问题。

基坑开挖引起下卧隧道竖向变形的Hermite谱分析方法

针对基坑开挖引起下卧隧道的竖向变形问题,通过引入Hermite函数,建立基坑开挖所引起土体附加应力及下卧隧道竖向变形的Hermite谱分析方法。基于Mindlin解答与Pasternak地基上的Euler-Bernoulli梁理论,建立了基坑开挖所引起土体附加应力的计算表达式与下卧隧道竖向变形的控制方程,并采用有限项Hermite级数展开,将下卧隧道竖向变形控制方程转化为线性代数系统进行求解,获得其竖向变形解答;在此基础上,结合工程案例,验证所建立解答的收敛性与可靠性,并探讨隧道埋深、隧道与基坑水平距离及基坑平面尺寸对下卧隧道竖向变形特性的影响。结果表明:随着隧道埋深及隧道与基坑水平距离的增加,基坑开挖对下卧隧道竖向变形的影响逐渐降低,下卧隧道的竖向位移逐渐变小;基坑开挖水平尺寸的增大会使下卧隧道竖向变形增大,且平行隧道方向的尺寸变化,影响更为明显。研究成果为分析基坑开挖所引起的下卧隧道竖向变形特性提供了一种新的计算方法。

求解数值微分问题的广义Hermite谱和拟谱方法

提出一种基于广义Hermite函数展开的谱方法和拟谱(广义Hermite-Gauss插值)方法,获得相应近似导数的收敛性估计。理论分析表明,此方法有着与ZHAO(2011年)中同样的收敛速度,但通过适当的选取广义Hermite函数中的尺度因子α,可以大大降低投影空间基底的个数,从而提高了计算效率。

广义Rosenau-Kawahara方程的有效谱方法

针对广义Rosenau-Kawahara方程提出了Legendre dual-Petrov-Galerkin谱方法,并基于对角化技巧,构建了快速有效算法。在此基础上研究了单个孤立波的传播、守恒律及波的生成等物理现象。数值结果验证了所提算法的有效性。

求解逆热源问题的广义Hermite谱和拟谱方法

基于广义Hermite函数的谱和拟谱方法,求解无界区域上的逆热源问题,给出精确解和正则化解的稳定性估计和误差估计。理论分析表明,通过适当的选取广义Hermite函数中的比例因子,投影空间中基函数可以显著地减少,提高了计算效率。

广义概率密度演化方程的Chebyshev拟谱法

概率密度演化方法(probability density evolution equation,PDEM)为非线性随机结构的动力响应分析提供了新的途径.通过PDEM获得结构响应概率密度函数(probability density function,PDF)的关键步骤是求解广义概率密度演化方程(generalized probability density evolution equation,GDEE).对于GDEE的求解通常采用有限差分法,然而,由于GDEE是初始条件间断的变系数一阶双曲偏微分方程,通过有限差分法求解GDEE可能会面临网格敏感性问题、数值色散和数值耗散现象.文章从全局逼近的角度出发,基于Chebyshev拟谱法为GDEE构造了全局插值格式,解决了数值色散、数值耗散以及网格敏感性问题.考虑GDEE的系数在每个时间步长均为常数,推导了GDEE在每一个时间步长内时域上的序列矩阵指数解.由于序列矩阵指数解形式上是解析的,从而很好地克服了数值稳定性问题.两个数值算例表明,通过Chebyshev拟谱法结合时域的序列矩阵指数解求解GDEE得到的结果与精确解以及Monte Carlo模拟的结果非常吻合,且数值耗散和数值色散现象几乎可以忽略.此外,拟谱法具有高效的收敛性且序列矩阵指数解不受CFL (Courant-Friedrichs-Lewy)条件的限制,因此该方法具有良好的数值稳定性和计算效率.

Kortewego-de Vries方程的Hermite函数谱配置方法

以Hermite-Gauss节点为配置点,用带松弛因子的Hermite函数谱配置方法求数值解,逼近无界区域上的Kortewego-de Vries方程Cauchy问题的理论解,给出算法格式和相应的数值结果,表明所提算法格式的有效性和高精度。适当地选择松弛因子,使得数值解更好地匹配理论解的渐进行为,所给算法尤其适合于非线性问题。

关于求解无界区域上Helmholz方程的Hermite-Galerkin谱方法

考虑直接用Hermite-Galerkin谱方法求解无界区域上的Helmholz方程.一般来说,由于无界区域上的Laplace算子不是紧算子,因此无法得到离散格式的稳定性.但分析表明,在适当的参数选取下,可以使用Hermite-Galerkin谱方法而取得较高的数值精度.数值结果也验证了上述结论.

一维Burgers方程和KdV方程的广义有限谱方法

给出了高精度的广义有限谱方法·为使方法在时间离散方面保持高精度,采用了Adams-Bashforth预报格式和Adams-Moulton校正格式,为了避免由Korteweg-deVries(KdV)方程的弥散项引起的数值振荡,给出了两种数值稳定器·以Legendre多项式、Chebyshev多项式和Hermite多项式为基函数作为例子,给出的方法与具有分析解的Burgers方程的非线性对流扩散问题和KdV方程的单孤独波和双孤独波传播问题进行了比较,结果非常吻合·

多维广义SRLW方程的Chebyshev拟谱方法分析

考虑了一类多维的广义对称正则长波(SRLW)方程的齐次初边值问题Chebyshev拟谱逼近,构造了全离散的Chebyshev拟谱格式。

一类广义Kdv－Burgers型方程的谱方法及其误差估计

本文讨论了一类带三阶粘性项的广义Ｋｄｖ－Ｂｕｒｇｅｒｓ型方程的周期边值问题。用谱方法（连续的和离散的）结合Ｂｅｍｓｔｅｉｎ估计建立了所论问题的逼近解，证明了古典光滑解的存在性和唯一性，建立了近似解的收敛性和谱方法格式的误差估计。

非线性Klein-Gordon方程的广义Jacobi谱配置方法

构造非线性Klein-Gordon方程的广义Jacobi谱配置格式,并给出相应收敛性分析.文中的方法和技巧为设计和分析各类线性与非线性偏微分方程的谱配置格式提供了有效的框架.

解高维广义Burgers—BBM型方程的谱方法及误差估计

对一类高维广义Ｂｕｒｇｅｒｓ－ＢＢＭ型方程的周期初值问题构造了半离散和全离散的Ｆｏｕｒｉｅｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ格式。

基于广义互谱方法的我国股市收益率方向可预测性研究

本文采用2001年1月至2008年7月沪深股市指数的日数据,运用广义互谱方法检验了收益率方向可预测性及其来源。结果表明,国内所有股价指数均具有收益率方向可预测性。绝对值相同的正向变动比负向变动更容易预测,这意味着股指上涨比股指下跌更具有可预测性。上证A股(或B股)比深证A股(或B股)具有更强的方向可预测性。收益率的波动是方向可预测性的最主要来源。本文的研究有助于投资者在股指上涨时捕捉投资机会,并在股指下跌时规避风险。在牛市阶段,增大上证A股(或B股)的投资组合比重,并降低深证A股(或B股)的比重,能在同等风险条件下为投资者带来更大的收益。在熊市阶段,反向操作则是最优策略。

四阶混合边值问题的广义Jacobi-Petrov-Galerkin谱方法

发展了矩形区域上的四阶混合边值问题的广义Jacobi-Petrov-Galerkin谱方法,利用广义Jacobi多项式对模型问题的精确解进行数值展开,设计了有效的数值算法.数值结果验证了该算法的有效性和高精度.

广义Ginzburg-Landau方程的Legendre拟谱方法

利用Legendre拟谱方法对广义Ginzburg-Landau方程的Dirichlet问题构造了半离散和全离散逼近格式,并对半离散和全离散格式的解给出了误差估计.

广义Ginzburg Landau方程Fourier谱方法的长时间性态

利用Fourier谱方法对带周期初边值条件的广义Ginzburg Landau方程在空间方向做半离散,得到了其近 似解的误差估计,并证明了近似整体吸引子的存在性和上半连续性.

二维波动方程约束反演的大范围收敛广义脉冲谱方法

针对二维波动方程 ,将大范围收敛的同伦方法引入算子参数识别反演的过程 ,并结合求解不适定问题的Tikhonov正则化方法 ,设计了二维波动方程反演的大范围收敛广义脉冲谱方法 ,并利用测井资料进行了约束反演 .大量的数值模拟结果以及抗噪实验均表明了方法的有效性 .