Cahn-Hilliard方程的一个超紧致有限差分格式

研究四阶Cahn-Hilliard方程的数值求解方法。给出组合型超紧致差分格式,将其用于四阶Cahn-Hilliard方程的空间导数离散,采用四阶Runge-Kutta格式离散时间导数,将二者结合得到四阶Cahn-Hilliard方程的离散格式,并给出了该格式的误差估计。通过编程计算得到其数值解,并与精确解进行对比,结果表明本文的数值方法误差小,验证了所提方法的有效性和可行性。

噪声驱动的随机Cahn-Hilliard方程的大偏差原理

研究了时间分式空间有色噪声驱动的随机Cahn-Hilliard方程解的存在性和唯一性。利用截断函数处理漂移项,利用变量替换处理随机积分,得到了局部解;验证了局部解的弱收敛性,获得了原方程温和解与Hurst指数之间的关系;验证了方程在特殊噪声下骨架函数的正则性,得到了Freidlin-Wentzell关系式。最后验证了大偏差原理。

带时间依赖惯性系数的Cahn-Hilliard方程的适定性

讨论带时间依赖惯性系数的Cahn-Hilliard方程的适定性问题。当非线性项满足弱正则的条件时,利用弱解的渐近紧,通过一系列能量估计,得到其解的适定性。

带扩散项的Cahn-Hilliard方程解的适定性

研究有界域上一类带扩散项的广义Cahn-Hilliard方程解的适定性问题.此类方程主要用于描述物理和生物学中的一类扩散现象.在非线性扩散项满足更一般的假设条件下,利用标准的Galerkin方法和先验估计得到该方程在Neumann边界条件下弱解的适定性,并证明了解的相关正则性.

校正Cahn-Hilliard方程的混合有限元两层网格方法

针对校正Cahn-Hilliard方程的非线性、四阶导数以及小参数等特点,提出将混合有限元法与两层网格法相结合的混合有限元两层网格方法;该数值方法由2步完成,第1步在粗网格上用隐式混合有限元方法求解一个四阶非线性系统,第2步在细网格上求解2个线性系统,然后给出所提方法的稳定性分析与收敛性证明,并通过数值实验对理论分析进行验证。结果表明,理论与实际算例结果相一致,并在计算过程中达到了降阶与缩短计算时间的目的,说明了所提方法的有效性与可行性。

二维Cahn-Hilliard方程半隐的预估-校正谱逼近(英文)

针对二维Cahn-Hilliard方程的初边值问题提出了一个便于计算的、半隐的预估-校正谱格式.通过引入两个三线性泛函,克服了非线性项所带来的困难,并用能量方法严格证明了数值解在时间方向具有二阶精度,而在空间方向具有谱精度.

Cahn-Hilliard方程多重网格求解器收敛性分析

Cahn-Hilliard(CH)方程是相场模型中的一个基本的非线性方程,通常使用数值方法进行分析。在对CH方程进行数值离散后会得到一个非线性的方程组,全逼近格式(Full Approximation Storage,FAS)是求解这类非线性方程组的一个高效多重网格迭代格式。目前众多的求解CH方程主要关注数值格式的收敛性,而没有论证求解器的可靠性。文中给出了求解CH方程离散得到的非线性方程组的多重网格算法的收敛性证明,从理论上保证了计算过程的可靠性。针对CH方程的时间二阶全离散差分数值格式,利用快速子空间下降(Fast Subspace Descent,FASD)框架给出其FAS格式多重网格求解器的收敛常数估计。为了完成这一目标,首先将原本的差分问题转化为完全等价的有限元问题,再论证有限元问题来自一个凸泛函能量形式的极小化,然后验证能量形式及空间分解满足FASD框架假设,最终得到原多重网格算法的收敛系数估计。结果显示,在非线性情形下,CH方程中的参数ε对网格尺度添加了限制,太小的参数会导致数值计算过程不收敛。最后通过数值实验验证了收敛系数与方程参数及网格尺度的依赖关系。

Cahn-Hilliard方程的自适应间断有限体积元法

Cahn-Hilliard方程是一类重要的四阶非线性扩散方程,具有丰富的物理背景和深刻的研究价值,但方程的非线性势项f(u)的存在以及小参数ε导致的强刚性会给数值模拟带来诸多挑战,因此设计高效、准确的数值方案满足方程离散能量定律是非常重要的.间断有限体积元方法(DFVEM)采用低阶元,具有精度高、操作简单、适合工程应用的网格自适应等优点.该文对Cahn-Hilliard方程利用DFVEM结合全隐格式进行求解,证明了全离散格式质量守恒和能量耗散的重要理论结果.数值实验提出一种自适应时间步进策略,验证了方法的有效性.

Cahn-Hilliard方程的新型二阶稳定化半隐有限元方法

基于Crank-Nicolson/Adams-Bashforth离散,一种新型的二阶稳定化半隐有限元格式被建立用来求解Cahn-Hilliard方程.在此格式中,通过添加一个新型的二阶稳定项,得到一个满足离散的能量耗散定律的线性系统.空间离散考虑Galerkin有限元方法,从而获得时空全离散格式.算法的稳定性被考虑,同时给出相应的误差估计.理论结果表明,所提出的算法具有二阶精度.最后,数值算例验证所提算法的有效性.

粘性Cahn-Hilliard方程的二阶凸分裂有限元格式

本文对粘性Cahn-Hilliard方程提出二阶向后差分格式(BDF)的数值逼近,其中对双阱势函数采用凸分裂方法进行离散.首先,给出离散格式能量稳定性和收敛性的理论分析;其次计算出时间收敛阶和空间收敛阶都趋近于2,这与误差估计的结果一致;最后,通过粗化过程的数值算例,验证了格式的有效性.

黏性Cahn-Hilliard方程的二阶BDF数值格式

采用有限元方法对黏性Cahn-Hilliard方程进行数值求解.首先,引入辅助变量Lagrange乘子r,得到黏性Cahn-Hilliard方程的等价形式;其次,在空间上采用混合有限元逼近,时间上采用隐式向后差分公式(BDF)进行离散,给出黏性Cahn-Hilliard方程的二阶线性有限元数值格式,并分析所给格式的无条件能量稳定性和误差估计;最后,通过一系列数值算例验证所给格式的精确性和有效性.结果表明,该数值格式是理想的,并具有同时满足线性、无条件能量稳定和二阶精度的特点.

双曲松弛粘性Cahn-Hilliard方程的有限元算法

本文研究双曲松弛粘性Cahn-Hilliard方程的混合有限元数值算法.求解具有双曲松弛项和双阱势能的粘性Cahn-Hilliard方程时,在时间上采用一阶半隐格式进行离散,在空间上采用混合有限元方法进行离散.通过严格的理论分析证明了数值格式的无条件能量稳定性和误差估计,并利用数值实验验证了该方法的有效性.

基于外弹道方程推导的坦克高射机枪校正距离探析

针对坦克高射机枪在500 m距离校正后,对一些空中目标射击时射程较近而不能发挥最大威力这一问题,利用真空中外弹道方程式,推导出高射机枪对空中目标射击时射击斜距离与枪目高低角之间的变化关系,得到高射机枪在500 m距离上校正后在不同枪目高低角下射击时的斜距离,并以此分析高射机枪在500 m距离上校正后对空射击时的不足,提出一般情况下采取700 m距离校正及当主要射击敌直升机时采取800 m距离校正的观点。实弹射击结果表明:该校正距离能明显提高坦克高射机枪对空射击命中概率,充分发挥其对空射击效能。

基于非均匀网格的预测校正法求解非线性分数阶常微分方程初值问题

非线性分数阶微分方程初值问题的典型解在初始时刻具有弱奇异性,为了更好地逼近它的典型解,本文将Nguyen和Jang在均匀网格上的三阶预测校正方法推广到非均匀网格上。与文献中现有的预测校正方法相比,这种新方法在降低计算成本的同时,显著提高了数值精度。另外,通过数值算例得到的结果显示,当选择合适的网格参数时,误差的收敛阶大于3。

一类非线性Burgers型问题的预测校正紧差分方法

针对一类非线性Burgers型方程,提出一种预测-校正紧差分方法。首先,对时间一阶导数采用一阶Euler格式,时间积分项运用一阶卷积求积公式进行离散,并以MacCormack方法的两步预测-校正方法处理非线性项;然后采用四阶紧差分离散空间的一阶和二阶导数,构造了Euler预测-校正紧差分全离散格式。最后通过案例验证了所提出算法的有效性。

一种基于数字图像处理外螺纹参数校正技术

国内中低压阀门产品,螺纹为最常见的一种连接方式,传统的螺纹检测方法工作效率低下,测量的精度也不高,阀门批量生产过程中基本采用螺纹规进行快速检测螺纹中径来判断螺纹是否合格,所以数字图像处理技术应用到螺纹检测中也是一种趋势。本文基于CCD数字图像识别处理技术,依据外螺纹投影边界形成的空间位置关系,创造性地建立了投影边界方程来消除非接触式测量圆柱外螺纹牙型过程中产生的误差。本文对外圆柱螺纹参数(螺距、牙型角等)进行1次校正,其边界已逼近理想的圆柱外螺纹牙型,得到精度极高的圆柱外螺纹牙型边界,实现了对圆柱外螺纹几何尺寸的非接触测量。该方法测量速度快、精度高、成本低,非常适合用于阀门普通螺纹产品大批量生产过程中的在线螺纹检测。

三维波动方程基准面校正方法的应用研究

波动方程基准面校正处理被认为是当地表高程变化剧烈、地表一致性假设又不成立的情况下对于常规高程基准面校正的必要替代.在二维波动方程基准面校正方面,前人已经作了大量工作,并且在实际应用中获得了良好的效果,应该将其进一步推广到三维.本文采用三维频率空间域有限差分波场延拓算子以“逐步-累加”的方式实现了三维波动方程基准面校正,并对实际数据进行了处理.对于西部某三维数据的实际计算结果表明,相对于传统的模型法高程静校正,波动方程基准面校正更合理地实现了基准面校正,有助于提高后续的速度分析精度和成像质量.

基于三次拟合方程畸变校正的光电测量系统

在大视场光电测量系统中,光学系统产生的畸变使目标在线阵CCD上的成像偏离了理论成像点,导致系统产生测量误差。为了减小该误差,提高系统的测量精度,根据畸变产生机理,设计了由11个等距目标点组成的畸变检测装置。根据检测得到的系统实际畸变变化情况,需要拟合出系统测量时目标点在线阵CCD上成像位置的补偿方程。以检测装置测量拟合得到的三次补偿方程作为畸变校正的数学模型编写了测量校正程序,对光电测量系统进行了实验检测。测量结果表明,当目标物物高为200.115mm时,按照拟合的补偿方程进行计算补偿,可将畸变误差从校正前的-2.08mm提高到校正后的0.05mm,并使系统整体检测精度从1.039%提高到0.025%。

非自治Cahn-Hilliard方程的一致吸引子

研究了非自治Cahn-Hilliard方程的长时间动力学行为,证明了该方程一致吸引子的存在性.利用含有两个参数的过程族来描述无穷维动力系统的方法,并借助Young不等式、Sololev嵌入定理、插值不等式及Gronwall不等式等技巧,证明了Cahn-Hilliard方程在空间L2(Ω)中存在一致吸引子.

基于Born近似的波动方程静校正技术

简要介绍了波动方程静校正的发展过程和基于Born近似的波动方程静校正的基本原理及其应用条件。用曲地表条件下的理论数据和实际数据对开发出的基于Born近似波动方程延拓静校正方法进行了测试。结果表明 ,在常规高程静校正、层析静校正、克希霍夫静校正和波动方程静校正中 ,波动方程静校正的精度最高 ,而高程静校正的精度最低。