一类求解BURGERS方程的LEGENDRE谱格式

本文考虑非稳态Burgers方程的初边值问题,构造了一类Legendre谱计算格式,证明了其收敛性并给出了一些数值试验结果。

无限维动力系统长时间计算的二阶Legendre谱格式

给出了新的模拟无限维动力系统长时间性态的谱格式.格式模拟了原系统长时间的吸收性和时间方向的守恒性.此外,它不仅是无条件稳定的,而且在时空方向分别具有二阶精度和谱精度.数值例子显示了其优越性.

长时间计算的二阶LEGENDRE谱格式(I)

本文提出了一类二阶Legendre谱格式,并考虑了反应扩散方程。证明了数值解的存在性和唯一性。模拟了原问题的守恒型和长时间性态。

二维Navier-Stokes方程流函数形式的二阶隐的Legendre谱格式

考虑了Navier-Stokes方程流函数形式的初边值问题。引入了三线性算子,然后介绍了这个问题的弱形式。针对二维Navier-Stokes方程建立了高精度的二阶隐的Legendre谱格式,该格式在时间方向具有二阶精度,在空间方向具有谱精度,且保持了离散能量的守恒性。此外,还模拟了该问题长时间性态。

一维稳态问题的快速直接Legendre谱τ方法

以一维Helmholtz方程为背景,运用反向递推法和奇偶分解法建立了Legendre谱τ方法的快速算法,其运算量仅为O(N).Dirichlet、Newman边界问题的数值结果显示了算法的有效性.

时间分数阶扩散方程的并行高效Legendre谱方法

研究了两类时间分数阶扩散方程的并行高效Legendre谱方法,分数阶导数分别代替标准的扩散方程的二阶空间导数和一阶时间导数。空间方向采用高效的Legendre谱方法,时间方向使用了基于Fourier级数展开的Laplace数值逆,并对其参数进行了优化。给出了两类时间分数阶扩散程的数值格式和数值例子,与其他方法比,该方法数值结果更优。

四阶方程的有理Legendre函数全对角化谱方法

针对四阶椭圆型方程,提出了在半直线域上全对角化的有理Legendre谱方法。构造了Sobolev正交的Legendre有理基函数,并导出了相应的全对角化的离散代数方程组。与此同时,微分方程的真解和数值解都表示为Fourier级数形式及其截断形式。数值结果表明了该方法的高效性并保持谱精度。

Fitz-Hugh-Nagumo方程Legendre谱逼近的长时间性态

利用Legendre谱方法对Fitz-Hugh-Nagumo方程在空间方向半离散,得到了其近似解的误差估计,并且证明了近似整体吸引子的存在性和上半连续性,从而为研究该方程的长时间行为提供了一个有效的算法．

谱方法的Chebyshev-Legendre变换

在数值求解偏微方程的Chebyshev-Legendre谱方法中,起基础作用的是Chebyshev-Legendre变换。本文讨论了Chebyshev-Legendre变换的数学表示以及数值实现。

发展型方程的快速Legendre谱τ逼近

以发展型模型方程为背景,建立了半离散和全离散的Legendre谱τ格式,并用反向递推法和奇偶分解法建立了Legendre谱τ方法的快速算法,在每一时间层上,其运算量仅为O(N).运用离散能量法严格证明了全离散格式在时空方向的收敛阶分别为τ2和N1-m.数值结果显示了算法的有效性.

Burgers方程初边值问题的Laguerre函数谱配置方法

以Laguerre-Gauss节点为配置点,用谱配置方法求解具有初边值的Burgers方程的数值解,并在时间方向运用Crank-Nicolson格式离散,给出算法格式,通过数值运算表明算法格式的有效性和高精度。

非线性Schrodinger方程的Legendre谱和拟谱逼近

提出并建立了求解非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的Ｌｅｇｅｎｄｒｅ谱和拟谱逼近格式。利用Ｓｏｂｏｌｅｖ插值不等式，对半离散格式的近似解得到了Ｈ’模的先验估计，并得到了最优的Ｌ２模误差估计。

二阶抛物型方程的Legendre谱方法

讨论了精确解和Ｌｅｇｅｎｄｒｅ谱解的误差估计，应用文中定义的椭圆投影算子，得到了Ｈ和Ｈ１模估计。

非线性发展型方程的Legendre拟谱逼近

本文考虑非稳态Burgers方程的拟谱逼近,构造了一类Legendre拟谱计算格式并证明了其收敛性,数值结果显示了格式的有效性.

广义Ginzburg-Landau方程的Legendre拟谱方法

利用Legendre拟谱方法对广义Ginzburg-Landau方程的Dirichlet问题构造了半离散和全离散逼近格式,并对半离散和全离散格式的解给出了误差估计.

非线性分数阶微分方程的hp型Legendre谱配置法

研究了求解非线性分数阶微分方程的hp型Legendre谱配置法。首先提出将多分数阶微分方程转化成等价的Volterra积分方程,其次构造了近似求解原方程的数值方法,最后通过数值实验说明了该算法的理论正确性以及所构造数值方法的有效性。

极坐标系下的Legendre谱元方法求解Poisson-型方程

r=0处的坐标奇异性是求解极坐标下Poisson-型方程的关键。本文提出一种极坐标系下基于Galerkin变分的Legendre谱元方法用于求解圆形区域内的Poisson-型方程,物理区域的径向和周向划分若干单元,计算单元均采用Legendre多项式展开;圆心所在单元的径向使用LGR(Legendre Gauss Radau)积分点,其他单元径向使用LGL(Legendre Gauss Lobatto)积分点,从而避免了极点处1/r坐标奇异性,周向单元均采用LGL积分点。利用区域分解技术,可以避免节点在极点附近聚集;最后求解了多个Dirichlet或Neumann边界条件下的Poisson-型方程算例。数值结果表明,谱元方法具有很高的精度。

极坐标系下Fourier-Legendre谱元方法与有限差分法数值扩散的比较

提出一种Fourier-Legendre谱元方法用于求解极坐标系下的Navier-Stokes方程,其中极点所在单元的径向采用Gauss-Radau积分点,避免了r=0处的1/r坐标奇异性。时间离散采用时间分裂法,引入数值同位素模型跟踪同位素的输运过程验证数值模拟的精度,分别利用谱元法和有限差分法的迎风差分格式求解匀速和加速坩埚旋转流动中的同位素方程。计算结果表明,有限差分法中的一阶迎风差分格式存在严重的数值假扩散,二阶迎风差分格式的数值结果较精确,增加节点可以有效地缓解数值扩散。然而,谱元法具有以较少节点得到高精度解的优势。

椭圆型方程的Legendre三角单元谱元法

采用最近发展的一种三角形到四边形的映射,对复杂区域上椭圆型方程的混合边界问题,建立三角单元的Legendre谱元法,应用于若干不规则区域问题的计算.通过数值算例验证该方法的有效性.

三阶微分方程的多区域Legendre-Petrov-Galerkin谱方法

提出三阶微分方程初边值问题的多区域Legendre-Petrov-Galerkin谱方法.对于三阶线性微分方程,证明该方法全离散格式的稳定性,并给出L^2-误差估计.进而将该方法和Legendre配置方法相结合,应用于某些非线性问题.数值算例对单区域和多区域方法的结果进行比较.