随机微分方程欧拉格式算法分析

首先给出了线性随机微分方程的欧拉格式算法,然后给出了非线性随机微分方程变步长的欧拉格式算法,接着讨论了其对初值的连续依赖性和收敛性.

辛欧拉格式形式能量的收敛性

对谐振子系统和单摆系统分析了辛欧拉格式形式能量的收敛性。得到辛欧拉格式的形式能量后,发现应用于谐振子系统的辛欧拉格式的形式能量是收敛的,对单摆系统无法确定形式能量的收敛范围,但其修正方程精确保持系统的平衡点。理论分析和数值模拟表明在形式能量收敛的条件下,用辛欧拉格式计算这两个系统具有保持整体结构的效果。

求解非线性随机微分方程混合欧拉格式的收敛性

研究改进混合欧拉格式用于非线性随机微分方程的收敛性。利用随机变量服从正态分布的性质,得到在噪声为乘性噪声时,混合欧拉格式用于非线性随机微分方程均值意义上的局部收敛阶为2,均方意义上的局部收敛阶为1,强收敛阶为1。

非定常不可压Navier-Stokes方程基于欧拉格式的两水平变分多尺度方法

主要研究了基于两个高斯积分的两水平全离散有限元变分多尺度方法.该方法对每个时间步长首先在粗网格上求解稳定的非线性Navier-Stokes系统,然后在细网格上求解稳定的线性问题去校正粗网格上的解.基于向后欧拉格式的时间离散推导的速度的误差估计关于时间是一阶收敛的.数值实验验证了理论的正确性和方法的有效性.

马尔可夫调制的随机微分方程的欧拉格式的收敛性

马尔可夫调制的随机微分方程是一类十分重要的混杂系统,它广泛应用于物理、工程等领域.然而,在一般情况下这类方程是没有的,因而考虑其数值解就显得尤为重要.主要利用Ito积分和Ito-Taylor展式证明了在一定条件下,马尔可夫调制的随机微分方程的欧拉近似解收敛于其解析解.

对流-扩散方程的欧拉-拉格朗日修正格式

在欧拉-拉格朗日分裂格式的基础上,文章提出了一种改进的欧拉-拉格朗日分裂格式,主要对欧拉步进行了修正。改进后的格式比原来的格式精度更高,且为无条件稳定。

基于POD方法的BBM-Burgers方程向后欧拉有限元降维格式

利用特征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法讨论了BBM-Burgers方程的降维模型.首先,简要介绍了POD方法,并利用此方法把通常的向后欧拉有限元格式简化为一个自由度极少的向后欧拉有限元格式.最后,给出了降维的向后欧拉有限元解的误差估计.

多级蒙特卡洛有限元方法求解对数势Cahn-Hilliard-Cook方程误差分析

本文用多级蒙特卡洛有限元方法求解具有对数势的随机Cahn-Hilliard-Cook方程。为了估计方程的温和解,运用Ciarlet-Raviart有限元方法进行空间离散化,对时间则采用向后欧拉格式离散,得到方程的全离散数值格式。同时运用多级蒙特卡洛方法进行数值模拟,相较于标准蒙特卡洛方法,提高了计算效率。文中主要给出了全离散格式的误差估计以及分别应用标准蒙特卡洛方法和多级蒙特卡洛方法进行数值模拟时的总误差估计。

用ALE格式有限元法分析快中子增殖堆的假想堆芯破损事故

任意拉格朗日欧拉(ALE)格式具有网格划分灵活、计算精度高、适用范围广的优点,尤其适用于处理自由液面变化剧烈的快堆假想堆芯破损事故(HCDA)的流固耦合问题。采用ALE格式建立了HCDA分析的有限元计算公式,编制了相应的有限元计算程序,对快堆假想堆芯破损事故进行了流固耦合分析。用国际常用于检验快堆分析程序的CONT标准考题进行了验证,结果与国外多个程序的计算结果相吻合。

求解扩散方程的几种差分格式的比较

利用向前欧拉格式、向后欧拉格式和Crank-Nicolson格式这三种差分格式求解了一维扩散方程,结果表明,向前欧拉格式计算简单,是条件稳定的;向后欧拉格式计算复杂,是无条件稳定的;Crank-Nicolson格式是二阶无条件稳定的差分格式.最后通过数值算例进一步说明了数值解法的有效性.

Rayleigh-Taylor和Richtmyer-Meshkov不稳定性的FCT方法数值模拟

介绍了二维流体力学不稳定性程序的ＦＣＴ数值方法，数值模拟ＲａｙｌｅｉｇｈＴａｙｌｏｒ和ＲｉｃｈｔｍｙｅｒＭｅｓｈｋｏｖ流体不稳定性，在线性阶段，与线性理论符合很好；在非线性阶段，与俄罗斯激波管实验的计算结果符合很好。计算结果表明：ＦＣＴ方法有较高计算精度，给出了不稳定性发展的好的图象，适合于ＩＣＦ烧蚀和内爆流体不稳定性问题的计算。

重力波诱导OH气辉分布的变化

利用全隐欧拉格式和全球热层 -电离层 -中间层 -电动力学环流耦合模式 (TIME GCM) ,本文分析了非线性重力波在向上传播过程中对OH气辉廓线的影响 ,结果表明 ,当较小垂直尺度重力波经过OH气辉发射层时 ,对其峰值分布有明显的影响 ,有时会出现双峰现象 ,说明非线性重力波传播是引起气辉双峰分布的一个直接原因 ;重力波在中层顶区域的破碎在OH气辉分布均有不同程度的表现 ,这不仅可以解释一些实际的观测 。

三维球坐标系下波包非线性传播过程的一种数值求解方法

采用全隐欧拉（ＦＩＣＥ）格式，将三维球坐标系下的大气基本运动方程作为控制方程，建立起了三维球坐标系下可压大气中的全非线性数值模式；对纬向边界也进行了合理的处理，并对该模式进行了数值检验．计算结果显示出重力波波包在大气中非线性传播的三维图像：波包整体向上传播，波相关扰动速度随高度增加而增长．

常微分方程组奇异边值问题的数值方法

探讨了微分方程组奇异边值问题数值分析方法.主要目的是用配置法求得数值解的整体误差,为其构造一个有效的渐进误差修正估计法.为了避免高阶的估计方法,采用较低阶的方法,在两节点间插入的配置点上进行渐进误差修正,同时给出了奇异边值问题数值求解的收敛结果.

起伏地形条件下长偏移距瞬变电磁三维正演

地球物理勘探区的地形往往是起伏复杂的,传统长偏移距瞬变电磁法(long-offset transient electromagnetic method, LOTEM)三维正演模拟一般不考虑地形的影响,而地形因素会严重影响LOTEM数据的合理解释。因此,本文开展起伏地形条件下非结构矢量有限元LOTEM三维正演模拟。首先,应用三维建模软件Blender准确建立复杂地电模型,采用非结构四面体网格精细刻画起伏地形。其次,基于偶极子离散的长导线源近似技术,将长导线源离散为若干段等效电偶极子,并引入二阶后退欧拉格式完成时间离散。进而实现LOTEM快速、高精度三维正演。在保证计算精度的前提下,模拟了起伏地形条件下复杂地质模型的瞬变电磁场响应。模拟结果表明,由于地形的影响,LOTEM电磁场响应“畸变”严重,会削弱甚至完全“埋没”地下异常体的瞬变电磁场响应,严重影响地下目标体的有效探测。

Bose-Einstein凝聚问题基态解的数值方法比较和分析

使用有限差分方法求解描述玻色—爱因斯坦凝聚的Gross-Pitaevskii方程的基态解。首先使用虚时法将Gross-Pitaevskii方程转为能量耗散的方程,再通过投影法使能量耗散方程满足原方程中的归一化条件。其次,对归一化的耗散方程空间方向采用经典的二阶中心差分格式进行离散,时间方向分别使用向后欧拉格式和Crank-Nicolson格式进行完全离散。提出了一种迭代求解方法对所得非线性离散方程进行计算,与常规采用的线性化处理方法所得的数值结果进行详细的比较和分析。结果表明线性化求解法和迭代求解法这两种算法均可用于求解基态解,计算所得能量均随时间演化呈衰减趋势。

解四阶杆振动方程的辛算法

本文用中心差商代替高阶偏导数，将四阶杆振动方程转化成正则方程组，并利用辛欧拉中点格式数值求解。数值结果与理论分析相符。

常微分方程数值解法在建模中的应用

给出了常微分方程初值问题的加权改进欧拉数值格式,通过实例与改进的欧拉数值格式进行比较,改进后的精度要比原来的高。应用到数学建模中,可以更好地解决实际问题。

Extended Fisher-Kolmogorov方程的一类低阶非协调混合有限元方法

该文的主要目的是研究Extended Fisher-Kolmogorov(EFK)方程的一类低阶非协调元混合有限元方法.首先引入一个中间变量v=-△u将原方程分裂为两个二阶方程,建立了一个非协调混合元逼近格式,并通过构造一个李雅普诺夫泛函证明了半离散格式逼近解的一个先验估计并证明了解的存在唯一性.在半离散格式下,利用这个先验估计和单元的性质,证明了原始变量u和中间变量v的H^1-模意义下的最优误差估计.进一步地,借助高精度技巧得到了O(h^2)阶的超逼近性质.其次,建立了一个新的线性化的向后Euler全离散格式,通过对相容误差和非线性项采用新的分裂技术,导出了u和v的H^1-模意义下具有O(h+τ)和O(h^2+τ)的最优误差估计和超逼近结果.这里,h,τ分别表示空间剖分参数和时间步长.最后,给出了一个数值算例,计算结果验证了理论分析的正确性,该文的分析为利用非协调混合有限元研究其它四阶初边值问题提供了一个可借鉴的途径.

基于ALE格式的动网格方法数值模拟断面气动导数

采用有限体积法,湍流效应采用大涡模拟,及使用基于任意拉格朗日-欧拉格式的动网格方法计算任意时刻运动断面所受气动荷载。通过对已有网格生成方法——标准弹簧系数法进行改进,增加角度及边界等改进因子,大大提高了边界移动后的网格生成质量。利用强迫振动法对箱梁及边主梁断面的气动导数进行了数值模拟,计算结果与试验结果取得了较好的一致,表明采用CFD方法进行断面气动导数的数值模拟的可行性。