多体系统动力学微分-代数方程L-稳定方法

针对多体系统动力学微分-代数方程形式,在时间区间上构造L-稳定方法,分别基于等距节点、Chebyshev节点和Legendre节点等非等距节点建立求解格式,依据Ehle定理及猜想,与Padé逼近式对比得到待定矩阵和向量,从而获得L-稳定求解公式,循环求解过程采用Newton迭代法计算.以平面双连杆机械臂系统为例,使用L-稳定方法进行数值仿真,通过改变时间区间节点数和步长对各个指标结果进行比较,并与经典Runge-Kutta法对比.结果表明,该方法具有稳定性好、精度高等优点,适用于长时间情况下的多体系统动力学仿真.

非线性梁振动偏微分方程求解的L-稳定方法

基于高阶非线性梁振动偏微分方程的一般形式,构造了数值求解的L-稳定格式。首先,选取三角插值基函数,基于插值定理进行空间离散,将带有初边值条件的偏微分方程求解问题转化为微分–代数方程求解。然后在时间区间上构造L-稳定求解格式进行求解。以无轴向运动简支梁在外部激励下的强迫振动方程为例进行数值仿真,对梁的位移轨迹、边界条件及系统能量进行探究,并与龙格–库塔法、微分求积法进行对比,结果表明,L-稳定方法可以在较大步长下满足边界,位移轨迹与模型方程一致,在计算精度和稳定性上都有较好的体现。

2维薛定谔方程的一种高精度紧致差分格式

该文对2维薛定谔方程利用局部一维化方法,将2维方程分裂为x、y方向的2个1维薛定谔方程,然后采用6阶紧致格式的离散方法来处理空间变量的2阶导数项,将薛定谔方程转化为一个常微分方程组.通过L-稳定Simpson方法对上述空间离散化得到的常微分方程进行离散化,得到了一种具有空间6阶精度和时间3阶精度的格式,并证明了该格式无条件稳定性.并通过数值模拟和对比方法验证了格式的有效性.