相互作用的Brinkman-Forchheimer方程组与Forchheimer方程组的结构稳定性

研究在R^(3)中有界区域内多孔介质中相互作用的Brinkman-Forchheimer方程组与Forchheimer方程组解的结构稳定性,假设在Ω_(1)中流体满足Brinkman-Forchheimer方程组,而在Ω_(2)中,流体满足Forchheimer方程组。借助于一些先估计,构造微分不等式,证明了该类方程组的解对Brinkman系数μ的连续依赖性结果。

半无穷柱体上Forchheimer方程组解的Phragmén-Lindelof型二择一结果

考虑了定义在三维半无限柱体上多孔介质中的Forchheimer流体.建立了一个能量函数,推导了一个关于该能量函数的微分不等式,由此不等式得到了解的二择一结果.在衰减的情况下,通过设置一个大于零的参数,得到了解的快速衰减率.

相互作用的Brinkman-Forchheimer方程组与Darcy方程组的结构稳定性

研究了在R^(3)中有界区域内的多孔介质中相互作用的Brinkman-Forchheimer流体与Darcy流体方程组解的结构稳定性,假设在Ω_(1)中流体速度较慢,满足BrinkmanForchheimer方程组,而在Ω_(2)中,饱和流体满足Darcy方程组.借助于温度的四阶范数估计以及Sobolev不等式,构造能量表达式,推出该表达式所满足的微分不等式,积分得到了相互作用Brinkman-Forchheimer与Darcy流体方程组的解对Brinkman系数的连续依赖性结果.

广义Brinkman-Forchheimer方程的渐近性态

该文研究了定义在有界域上的三维轻微可压缩广义Brinkman-Forchheimer方程解的适定性和长时间性态问题.该方程模拟了由Lévy耗散主导的穿越多孔介质流体的传输过程.首先,运用经典紧致性方法和先验估计证明了方程在能量空间上解的适定性.其次,引入系统分解思想:一方面,用局部化方法证明了方程收缩部分在初始能量空间中的有界性;另一方面,通过瞬时光滑化方法得到了方程光滑部分在高阶能量空间中的指数耗散性,并最终验证了该方程在初始相空间中全局吸引子和指数吸引子的存在性.

三维Brinkman-Forchheimer方程解的渐近稳定性

研究了三维有界区域上Brinkman-Forchheimer方程全局解的渐近稳定性.首先讨论了BrinkmanForchheimer方程对应的广义稳态椭圆方程解的存在唯一性,接着对这两种方程解之间的收敛性进行了讨论,最后分别在(L^(2)(Ω))^(3)和(H_(0)^(1)(Ω))^(3)中证明了Brinkman-Forchheimer方程强解关于初值和系数的连续依赖性.

有界区域内相互作用的Forchheimer-Darcy流体方程组解的结构稳定性

研究了在R3中有界区域内相互作用的Forchheimer-Darcy流体方程组解的结构稳定性。假设黏性流体在Ω1中满足Forchheimer方程组,在Ω2中满足Darcy方程组,借助于一些先验估计,构造了微分不等式,证明了对Forchheimer系数b,Forchheimer-Darcy方程组的解是收敛的。

基于B可微方程组的弹塑性动力接触问题的研究

该文基于B可微方程组法,提出了一种求解弹塑性动力摩擦接触问题的算法。将接触条件表示成B可微方程组的形式,可精确满足库仑-摩擦条件;将接触求解嵌套在本构方程的求解过程中,可有效减少接触柔度阵由于刚度阵的变化而引起的更新次数,从而节省计算时间;采用带一维Armijo型线搜索的阻尼Newton-Raphson法保证了接触方程在迭代过程中的数值收敛性。在算例部分,通过与基于增广拉格朗日算法的ANSYS的结果对比,验证了所提出算法的准确性,并利用一个工程实例验证了该方法的实用性与鲁棒性。

孔隙介质非达西渗流Forchheimer方程量化评价

Forchheimer方程作为非达西渗流中广泛应用的基本方程之一,方程中A、B系数的确定一直是孔隙介质渗流领域中的热点及难点,不同学者根据渗流试验结果提出了不同的Forchheimer方程A、B系数的经验公式,但对于均质以及混合粒径的非均质条件下评价各经验公式适用性的研究较少。因此在渗流阻力试验的基础上,采用归一化目标函数和线性回归法评价了Forchheimer方程经验公式的适用性,为不同孔隙介质条件下Forchheimer方程经验公式的选取提供参考。结果表明:对于均质孔隙介质,Sidiropoulou公式对水力梯度有着很好的预测效果;对于2种混合粒径孔隙介质,在使用平均粒径的基础上,还应考虑混合粒径的质量比和大小因素,Macdonald公式的预测效果受混合粒径的质量比和大小影响较小,Kadlec and Knight公式对于水力梯度的预测结果较为稳定;对于5种混合粒径孔隙介质,使用d60作为特征粒径进行预测的效果较好,Kadlec and Knight公式对于系数A的预测效果较好,Ergun公式对于系数B的预测效果较好。研究结果能够为工程中均质及非均质松散砂砾石孔隙介质渗流计算的Forchheimer方程的选取提供依据。

广义绝对值方程组的局部预条件类SOR方法

广义绝对值方程组在经济、工程等领域有着重要作用,其求解已成为计算数学和优化方向的重要问题之一。基于广义绝对值方程组的等价形式及预条件技术,对求解广义绝对值方程组的高效算法进行了研究,提出了局部预条件类SOR迭代法,讨论了该方法的收敛性,并通过数值算例说明了该方法在某些情况下优于已有方法。

有关方程组同解问题的证明

利用矩阵的等价分解、矩阵的秩的性质和分块矩阵运算技巧以及线性空间理论,给出方程组同解问题的几种证明方法.

一个线性方程组解的高阶零差表示

文中运用线性代数及差分学中的相关知识通过四个公式成功的解决了一个线性方程组解的表示问题.方法简洁、结果整齐、计算简便.

应用线性方程组理论证明矩阵秩的性质

利用矩阵秩的定义证明矩阵秩的性质时,需要使用行列式的性质,证明过程较为复杂。线性方程组解的理论与矩阵秩的内在联系,使得用线性方程组解的理论证明矩阵秩的性质成为可能。应用线性方程组解的理论,可将矩阵秩的等式证明转化为线性方程组解空间相等的证明;将矩阵秩的不等式的证明转化为解空间包含的证明。从行列式性质法的证明转化为集合间关系的证明,不仅简化了矩阵秩的性质的证明,而且证明过程便于理解。

一类带有非线性阻尼项的磁流体动力学方程组的解的整体存在性

本文研究在多孔介质意义下的一类带有非线性阻尼项a|u|^(α-1)u(a> 0)的不可压的磁流体动力学方程组的解的整体存在性问题,通过古典的能量方法和Sobolev紧性嵌入方法获得了解的整体存在性,利用Gagliardo-Nirenberg插值不等式和其它的一些重要不等式得到了解的正则性结果,建立了弱解和强解的整体存在性,这些结果在很大程度改善了之前相关文献的结果,揭示了磁流体运动的物理现象,为磁流体动力学的发展提供了必要的理论基础.

关于线性方程组一道易错题的注记

由一道线性方程组的易错题,引发探讨存在矩阵B,使得BA=I成立与线性方程组AX=b是否有唯一的解的关系,其中A是任意矩阵,I是单位矩阵.进而,若BA=I成立,给出B的存在性和唯一性的充分必要条件,以及B的构造.同时,指出BA=I和AB=I能同时成立的充分必要条件.

Brinkman-Forchheimer方程的加罚有限元方法

Brinkman-Forchheimer方程(BF方程)是具有强非线性项并满足无散度条件的流动控制方程,其中无散度条件的精确满足对控制方程的数值求解极其重要.为了放松无散度条件的限制,本文采用了加罚方法.为了得到加罚问题解的适定性,首先,利用加罚关系将压力项消去,证明了速度所满足的具有单调性的非线性椭圆变分问题等价于对应能量泛函的极小化问题,从而得到了速度的存在唯一性.进一步,利用LBB条件证明了BF方程加罚问题压力的存在唯一性.其次,证明了BF方程加罚问题的Galerkin变分问题的解关于加罚参数收敛到BF方程的Galerkin变分问题的解.最后,给出了BF方程加罚问题Galerkin变分问题的有限维逼近问题及其解的存在唯一性,并且得出了采用协调有限元离散的误差估计.数值算例表明加罚方法是有效的.

Zakharov-Rubenchik方程组的格子Boltzmann方法

Zakharov-Rubenchik方程组常用于描述非线性介质中高、低频波间相互作用的波耦合现象。本文针对该方程组的数值求解问题,构建了一种格子Boltzmann方法的D1Q3演化模型,并利用Chapman-Enskog展开和多尺度分析技术,推导出了各个方向的平衡态分布函数和修正函数的具体表达式,从而将所建的演化模型准确恢复到宏观方程组。最后,通过数值算例证明了该方法的有效性。

矩阵奇异值分解与非齐次线性方程组系数矩阵的广义逆求解

非齐次线性方程组在多数实际工程反演问题中较为常见,对其进行有效地求解是解决实际反演问题的关键,本文通过对方程组系数矩阵进行奇异值分解,推导非齐次线性方程组系数矩阵的广义逆求解过程,给出具体的求解方法和实现步骤,使得求解算法更容易进行计算机编程.

线性方程组与四个基本子空间

在大学课程教学中,对齐次(或非齐次)线性方程组,通常借助高斯消元法和简化行阶梯型,以及基础解系(极大无关组)等,给出了线性方程组解的整体结构形式.本文试图从系数矩阵“四个基本子空间”出发,探讨矩阵的“四个基本子空间”与线性方程组之间的内在联系,归纳总结了相关结果.以期帮助学生,深刻理解线性方程组与解空间的本质.

一类广义时空分数阶耦合Zakharov方程组新的解析解

通过修正的(G'/G,1/G)-展开法,借助Mathematica软件,研究了一类在激光物理、等离子体物理等领域具有重要应用的广义时空分数阶耦合Zakharov方程组,求出了其一系列新的复合形式的解析解,这些解对于揭示高频波和低频波之间的非线性自相互作用,强湍流效应中Langmuir场的振幅、电磁波强度以及调幅的不稳定性演化过程具有重要意义.通过绘制出部分解对应的2,3维分布图及密度图,直观展示了相关物理量的演化过程,这些解丰富、简化和发展了已有的结果.

Forchheimer方程参数量化及达西—非达西转变临界点

为探究岩体裂隙中水流的运动规律,基于真实岩体材料建立裂隙渗流模型,对裂隙中的渗流状态及渗流参数进行了研究.区别于水泥、玻璃、亚克力、钢材等常见非石材类材质,选用天然大理石岩块为基材构建单裂隙渗流模型,开展不同隙宽(0.77、1.18、1.97、2.73 mm)的渗流试验,考察压力损失与流量的关系,探讨达西—非达西流转变的临界点及Forchheimer方程的参数量化问题.研究结果表明:隙宽为0.77 mm时压力梯度与流量基本呈线性达西关系,随着隙宽和流量的增大,二者呈现出明显的非达西特征,可用Forchheimer方程描述;Forchheimer方程的粘滞项和惯性系数均可表达为隙宽的幂函数,引入雷诺数对惯性项系数进行修正可以减少误差;提出以压力梯度-流量曲线的斜率变化特征来判断达西—非达西流临界点的方法,并在本试验中得到了验证.