高维Poisson方程Cauchy问题的一种数值解法

研究了高维Poisson方程Cauchy问题的数值求解方法 ,将Poisson方程的Cauchy问题的求解归结为先求解Hausdorff矩问题 ,再求解Poisson方程的混合边值问题 .在求解矩问题时 ,利用积分方程方法设计了高维Poisson方程Cauchy问题稳定化的算法 。

具Robin条件的高维扩散方程反问题正则化算法

初始热场和热源同时识别问题是一类热传导方程反问题.通过两个固定时刻的温度测量数据同时反演初始温度和热源项,提出了改进的正则化方法,获得了稳定化算法,给出了正则化参数的选取策略及正则化解的误差估计,对带噪声干扰的测量数据进行预处理以提高数据精度.数值算例验证了算法的有效性.

带Poisson跳的随机时变时滞微分方程全局解的存在性

本文研究了一类高非线性的带Poisson跳的随机时变时滞微分方程。运用Lyapunov函数方法、随机分析和代数不等式技巧,研究了该类方程全局解的存在性。This paper investigates a class of stochastic time-varying delay differential equations(STVDEs) with Poisson jump. By employing the Lyapunov functions method, stochas-tic analysis and algebraic inequality techniques, the existence of the global solution toa STVDE with Poisson jump is obtained.

基于重心插值配点法求解变系数广义Poisson方程

提出了一种求解二维变系数广义Poisson方程的重心插值配点法,重心插值配点法是一种真正的无网格配点方法,其在计算域内不用划分网格,得出的数值解在一定误差范围内可以无限接近精确解,同时具有很好的数值稳定性.本文中的数值算例均采用重心有理插值配点法和重心Lagrange插值配点法来计算,然后通过与解析解的比较,可以得出该方法具有快速、准确和易于数值计算的优点,是一种较好的数值计算方法.

非Lipschitz条件下高维McKean-Vlasov随机微分方程解的存在唯一性

研究了一类漂移系数不连续的高维McKean-Vlasov随机微分方程及相应的粒子系统解的存在唯一性.在漂移系数关于空间变量逐段Lipschitz连续的条件下,首先利用Zvonkin变换将方程转换为漂移系数为Lipschitz连续的McKean-Vlasov随机微分方程,变换后的方程存在唯一解.然后由变换函数的性质可得逆函数的存在性和Lipschitz连续性.最后由Ito公式及逆函数的性质可得原来的McKean-Vlasov随机微分方程及相应的粒子系统解的存在唯一性.

纵向多分类数据的广义估计方程分析

广义估计方程(GEE)是分析纵向数据的常用方法.如果响应变量的维数是一,XIE和YANG(2003)及WANG(2011)分别研究了协变量维数是固定的和协变量维数趋于无穷时,GEE估计的渐近性质.本文研究纵向多分类数据(multicategorical data)的GEE建模和GEE估计的渐近性质.当数据的分类数大于二时,响应变量的维数大于一,所以推广了文献的相关结果.

非平稳随机激励下高维非线性系统可靠度分析的概率密度全局演化方法

实际工程结构遭受的灾害性动力作用(如强风、地震等)往往具有显著的随机性和非平稳性。对复杂随机激励下高维非线性系统的动力可靠度进行精细化分析,对于实际工程结构的抗灾设计和优化具有重要意义。基于一般连续随机过程的降维概率密度演化方程,给出了一类非平稳随机激励下的高维非线性系统动力可靠度分析方法。具体地,若仅针对系统某一感兴趣物理量在给定安全域下的首次超越问题,则可以构造该物理量在安全域内的吸收边界过程,并建立其瞬时概率密度函数满足的二维偏微分方程,即降维概率密度演化方程。方程中的本征漂移系数是驱动概率密度演化的全局性物理驱动力,可以通过对原系统有限次代表性确定性动力分析获取的数据进行数值构造。采用数值方法求解降维概率密度演化方程,即可获得系统的动力可靠度解答。文中通过两个算例验证了该方法的有效性,并讨论了需要进一步研究的问题。

Poisson方程系数识别的有限元反演方法

Poisson方程的系数识别问题在医学成像和遥测勘探等许多领域有重要应用,由于该问题的不适定性且实际应用中采样含噪音,往往导致求解困难,为此提出一种有限元反演方法进行求解.首先,给出Poisson方程边值问题的弱解形式,在有限元空间对边值问题进行逼近;接着,基于三角剖分网格建立其系数识别问题的优化模型,得到系数识别问题的线性方程组;进而,利用高阶Tikhonov正则化模型降低反问题不适定性的影响;最后分别对光滑和分片光滑的扩散系数进行数值反演实验,验证该方法的有效性.

用Hirota双线性方法构造的高维sine-Gordon方程的新型精确解

该文运用Hirota双线性方法,通过反正切函数变换导出了二维sine-Gordon方程的双线性形式,然后对待定函数进行假设并选取适当的参数,构造了方程的新型精确解.还证明了一般的n维sine-Gordon方程也具有此类型的精确解.

椭圆方程五点格式的迭代法与快速算法的比较

主要讨论在椭圆方程五点格式的问题中,分别使用Gauss-Seidel迭代法与快速Poisson算法对其求解,并对二者求解该线性方程组的速度进行比较。在系数矩阵是稀疏的大型线性方程组中,迭代法是一个很好的求解该类型的算法,主要是因为给定一个初始向量,通过一定的迭代公式,可以求得之后任意一次迭代的结果,且运算简便,但是,对于迭代法所求得的近似解是否收敛于精确解,并且,在线性方程组有快速算法的情况下,迭代法是否还能在求解方程组中占优势,还需进一步比较。通过比较不同的系数、不同的步长[λ]以及不同的误差要求,来判断Gauss-Seidel迭代法与快速Poisson算法的优劣。

Poisson流形上的Casimir函数与广义Hamilton方程

叙述了与Ｐｏｉｓｓｏｎ流形和Ｃａｓｉｍｉｒ函数有关的概念与符号；给出了与Ｐｏｉｓｓｏｎ流形上的Ｃａｓｉｍｉｒ函数有关的几个定理，特别是用Ｃａｓｉｍｉｒ函数表示出Ｒ３中的广义Ｈａｍｉｌｔｏｎ运动方程。

基于Poisson方程的曲线形状渐变方法

以定义在分段线性曲线上的离散Poisson方程为理论基础,提出了一种同时适用于平面和空间曲线形状渐变的方法.通过在源曲线和目标曲线上定义局部标架,给出了一种非线性梯度场插值算法,使得源曲线的梯度场逐步过渡到目标曲线的梯度场,所得到的中间梯度场与用户指定的关键节点路径一起输入离散Poisson方程求解得到渐变序列.该方法不直接插值顶点坐标,而是将源曲线与目标曲线视为定义在公共定义域上的标量场,并在梯度域进行梯度场操纵.对中间帧曲线周长以及平面曲线所包围的内部面积变化的统计表明:该算法尽可能地保持了几何形状的刚性,在中间帧求解的稳定性方面该算法优于同类其他方法.

基于Poisson方程的曲网格生成技术

解决起伏地表条件下的数值模拟方法研究中的边界条件处理问题有许多途径,常用的有映射法、插值法和曲网格法。其中,映射法要求曲面光滑,并且除法的引入会带来一些计算上的问题。曲网格法直接在正交贴体曲网格上做数值计算,能更好地处理边界条件,可以避开映射及其带来的问题。本文选用Poisson方程型坐标变换方法生成贴体曲网格,从该方程生成曲网格的基本原理出发,系统的总结分析现有的源项(即P,Q函数,通过该方程中源项的适当选取,可以方便地调节网格的密集和稀疏)的构造来源、应用效果,将调节因子P,Q函数形式划分为面向某些网格节点附近网格疏密程度的形式、面向边界正交的形式和面向研究对象的形式3类,可以作为网格生成过程中调节因子P,Q函数选取的指导。

Poisson方程热源识别反问题

探讨了半带状区域上二维Poisson方程只含有一个空间变量的热源识别反问题.这类问题是不适定的,即问题的解(如果存在的话)不连续依赖于测量数据.利用Carasso-Tikhonov正则化方法,得到了问题的一个正则近似解,并且给出了正则解和精确解之间具有Holder型误差估计.数值实验表明Carasso-Tikhonov正则化方法对于这种热源识别是非常有效的.

Poisson方程未知源识别的拟边界正则化方法

探讨了半带型区域上二维Poisson方程只含有一个空间变量的未知源识别反问题.这类问题是不适定的,即问题的解(如果存在)不连续依赖于测量数据.利用拟边界正则化方法,得到问题的一个正则近似解,并且给出正则解和精确解之间具有Hler型误差估计.数值实验表明拟边界正则化方法对于这种未知源识别反问题是非常有效的.

采用Poisson方程生成曲线网格时源项P、Q选择的研究

采用 Poisson方程进行曲线网格生成时 ,如何确定合适的调节因子 P、Q函数是网格生成技术中的一个重要的研究内容。本文提出一种新的构造 P、Q函数的方法 ,该方法直接利用边界网格节点的分布信息来控制区域内部网格节点的分布 ,生成的正交曲线网格令人满意。该方法可应用于河道、湖泊等一类复杂边界的二维流速场的数值模拟中。

一种基于Poisson方程的分离型图像修复方法

图像修复是一种恢复图像中损坏部分的技术,具有广泛的应用。基于采样复制的修复方法对纹理图像有较好的效果,但容易产生块效应,而且对结构信息的修复可能产生较大的偏差。本文提出了一种基于Poisson方程的分离型修复算法,首先将原图分解为结构图像和纹理图像两部分,然后根据其特性分别进行修复,叠加后得到最终的修复结果。对结构图像使用Laplacian算子强化结构信息,然后对Laplacian场进行修复并使用Poisson方程重建,可以同时保持锐利的区域边界以及平滑的区域背景。实验表明该方法可以有效改善修复的视觉效果,对大区域修复也有良好的表现。

轴对称Poisson方程的Trefftz有限元解法

将径向基函数应用到一类轴对称Poisson方程的数值求解中,提出了一种Trefftz有限元计算格式.非0右端项将问题的特解引入Trefftz单元域内场,致使单元刚度方程涉及区域积分.利用径向基函数对特解近似处理,可消除区域积分,从而保持Trefftz有限元法只含边界积分的优势.为获得特解,选取求解域内所有单元的节点和形心作为基本插值点,而在求解域之外构造一个虚拟边界,在其上布置一定数目的虚拟点作为额外插值点.数值算例验证了该方法的有效性和可行性.

Poisson积分方程的解的存在唯一性

Poisson积分算子是求解Laplace方程边值问题时导出的一种算子,它可以明确地将这些方程的解表达出来.研究从圆周 Ω到一般围道Γ的Poisson积分方程的解的存在唯一性,并给出一个充要条件.

一类Schrdinger-Poisson型方程的稳定性

运用变分法研究一类描述物理学中电磁波在原生质中传播过程的非线性Schrdinger-Pois-son型方程.通过分析Hamilton性质和构造相应的变分问题,得到该系统基态的存在性.进而证明了该系统的基态是轨道稳定性.