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The Stability Research for the Finite Difference Scheme of a Nonlinear Reaction-diffusion Equation 被引量:6
1
作者 XU Chen-mei 《Chinese Quarterly Journal of Mathematics》 CSCD 北大核心 2008年第2期222-227,共6页
在文章,为非线性的反应散开方程的一种类型的充分分离的有限差别计划是 established.Then 新函数空格被介绍,为有限差别计划的稳定性问题在使用的 space.The 途径具有在获得稳定性条件的一个简单特征的这个函数借助于变化近似方法被... 在文章,为非线性的反应散开方程的一种类型的充分分离的有限差别计划是 established.Then 新函数空格被介绍,为有限差别计划的稳定性问题在使用的 space.The 途径具有在获得稳定性条件的一个简单特征的这个函数借助于变化近似方法被讨论计划。 展开更多
关键词 一类非线性反应-扩散方程 有限差 分格式 稳定性研究
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Improving the Stability Problem of the Finite Difference Scheme for Reaction-diffusion Equation 被引量:2
2
作者 XU Chen-mei 《Chinese Quarterly Journal of Mathematics》 CSCD 北大核心 2008年第3期403-408,共6页
这份报纸处理特殊非线性的反应散开 equation.The 有接近到微分方程( 2.1 )的增长 unknowns 的有限差别计划借助于介绍增长 unknowns methods.Through 被建立为计划分析的稳定性,与稳定性相比,相应经典差别的条件什么时候策划,被显... 这份报纸处理特殊非线性的反应散开 equation.The 有接近到微分方程( 2.1 )的增长 unknowns 的有限差别计划借助于介绍增长 unknowns methods.Through 被建立为计划分析的稳定性,与稳定性相比,相应经典差别的条件什么时候策划,被显示出有增长 unknowns 的有限差别计划的稳定性条件极大地被改进。 展开更多
关键词 提高反应-扩散方程 有限差分格式 稳定性问题 数学
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Comparative Study of the Adomian Decomposition Method and Alternating Direction Implicit (ADI) for the Resolution of the Problems of Advection-Diffusion-Reaction
3
作者 André Bitsindou Joseph Bonazebi-Yindoula Gabriel Bissanga 《Journal of Applied Mathematics and Physics》 2018年第9期1937-1950,共14页
In this paper, we use the Adomian decomposition method (ADM), the finite differences method and the Alternating Direction Implicit method to estimate the advantages and the weakness of the above methods. For it, we ma... In this paper, we use the Adomian decomposition method (ADM), the finite differences method and the Alternating Direction Implicit method to estimate the advantages and the weakness of the above methods. For it, we make a numerical simulation of the different solutions constructed with these methods and compare the error investigated case. 展开更多
关键词 Adomian Decomposition METHOD FINITE differenceS METHOD Advection-diffusion-reaction equations
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On a Delay Reaction-Diffusion Difference Equation of Neutral Type
4
作者 Bao SHI Department of Basic Sciences, Naval Aeronautical Engineering Academy. Yantai 264001. P. R. China 《Acta Mathematica Sinica,English Series》 SCIE CSCD 2002年第4期755-764,共10页
In this paper, we first consider a delay difference equation of neutral type of the form: Δ(y_n+py_(n-k))+q_ny_(n-)=0 for n∈Z^+(0) (1*) and give a different condition from that of Yu and Wang (Funkcial Ekvac, 1994,... In this paper, we first consider a delay difference equation of neutral type of the form: Δ(y_n+py_(n-k))+q_ny_(n-)=0 for n∈Z^+(0) (1*) and give a different condition from that of Yu and Wang (Funkcial Ekvac, 1994, 37(2): 241 248) to guarantee that every non-oscillatory solution of (1~*) with p=1 tends to zero as n→∞ Moreover, we consider a delay reaction-diffusion difference equation of neutral type of the form: Δ_1(u_(n,m)+pu_(n-k,m)+q_(n,m)u_(n-m)=a^2Δ_2~2u_(n+1,m-1) for (n,m)∈Z^+(0)×Ω. (2*) study various casks of p in the neutral term and obtain that if p≥-1 then every non-oscillatory solution of (2~*) tends uniformly in m∈Ω to zero as n→∞: if p=-1 then every solution of (2~*) oscillates and if p<-1 then every non-oscillatory solution of (2~*) goes uniformly in m∈Ω to infinity or minus infinity as n→∞ under some hypotheses. 展开更多
关键词 Delay reaction-diffusion difference equations Nentral type Asymptotic behavior OSCILLATION
原文传递
Numerical simulations of reaction-diffusion equations modeling prey-predator interaction with delay
5
作者 Ishtiaq Ali Ghulam Rasool Saleh Alrashed 《International Journal of Biomathematics》 SCIE 2018年第4期179-195,共17页
关键词 微分方程 食肉动物 数字模拟 相互作用 延期 建模 猎物 反应
原文传递
具有时滞的Volterra反应扩散差分方程的稳定性
6
作者 时宝 翟景春 《高校应用数学学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2000年第4期407-414,共8页
本文考虑一类时滞 Volterra反应扩散差分方程的初边值问题的正稳态解的稳定性 .利用上下解方法和单调迭代方法得到了每一个解趋于方程的正稳态解的充分条件 .
关键词 时滞 volterra反应扩散差分方程 正稳态解 稳定性 上下解方法
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非稳态二维扩散方程的高次有限元-黄金比例有限差分格式求解
7
作者 孙美玲 丁晓 江山 《扬州大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2023年第6期27-33,共7页
针对非稳态二维对流扩散反应方程的数值求解,提出一种高次有限元与黄金比例有限差分相结合的全离散化格式.首先,采用高次有限元构造模型方程的空间尺度;其次,建立时间尺度的θ-隐格式代数系统,并选取θ=0.618的黄金分割比例优化计算精度... 针对非稳态二维对流扩散反应方程的数值求解,提出一种高次有限元与黄金比例有限差分相结合的全离散化格式.首先,采用高次有限元构造模型方程的空间尺度;其次,建立时间尺度的θ-隐格式代数系统,并选取θ=0.618的黄金分割比例优化计算精度;最后,通过数值计算验证了新格式对于时空间非稳态问题具有高阶稳定的精确收敛结果. 展开更多
关键词 非稳态问题 对流扩散反应方程 高次有限元 黄金比例差分格式 高阶收敛
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基于快速傅里叶变换的有限差分方法求解三维反应扩散方程
8
作者 张荣培 刘昊 +1 位作者 左韩星 温学兵 《沈阳师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第1期73-77,共5页
基于快速傅里叶变换求解齐次Neumann边界条件下的三维非线性反应扩散方程,应用有限差分方法给出二阶中心差分格式,利用Kronecker积的性质将三维拉普拉斯算子的微分矩阵进行对角化处理,得到相对应的特征值与特征向量;在时间离散上采用Cra... 基于快速傅里叶变换求解齐次Neumann边界条件下的三维非线性反应扩散方程,应用有限差分方法给出二阶中心差分格式,利用Kronecker积的性质将三维拉普拉斯算子的微分矩阵进行对角化处理,得到相对应的特征值与特征向量;在时间离散上采用Crank-Nicolson方法,并采用Picard迭代求解离散得到的非线性代数方程组。结果发现,利用快速傅里叶变换求解Allen-Cahn方程,随着时间推移,显示出解从初始状态、过渡层、亚稳态进而到达到稳态的演化过程。最后,给出数值算例,验证了所用方法求解三维反应扩散方程可在保持精度的同时,减少存储量,并可大幅度降低计算时间。 展开更多
关键词 反应扩散方程 有限差分 Crank-Nicolson方法 快速傅里叶变换
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非线性反应扩散方程的高精度有限差分方法
9
作者 刘圣恩 葛永斌 祁应楠 《应用数学》 北大核心 2023年第3期747-755,共9页
首先,针对空间二阶导数,提出了一种五点六阶差分公式.然后,针对一维非线性反应扩散方程,空间导数项采用该差分公式离散,时间导数项采用Crank-Nicolson方法进行离散,再利用Richardson外推方法将时间精度提高到四阶,提出了一种时间四阶空... 首先,针对空间二阶导数,提出了一种五点六阶差分公式.然后,针对一维非线性反应扩散方程,空间导数项采用该差分公式离散,时间导数项采用Crank-Nicolson方法进行离散,再利用Richardson外推方法将时间精度提高到四阶,提出了一种时间四阶空间六阶精度的有限差分格式.由于每一个时间层上所形成的线性方程组是五对角形的,因此采用五对角追赶法进行计算,计算简单且高效.最后通过数值实验验证了格式的精确性和可靠性. 展开更多
关键词 非线性反应扩散方程 五点六阶差分公式 高精度 五对角追赶法 RICHARDSON外推
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求解对流扩散反应方程的高阶指数型组合紧致差分格式
10
作者 王明镜 田芳 郭亚妮 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第8期41-54,共14页
针对一维对流扩散反应方程,基于对流扩散方程的四阶指数型紧致差分格式,采用四阶混合差分逼近算子和Padé公式,间接地构造了两种求解一维对流扩散反应方程的四阶指数型组合紧致差分格式;针对二维对流扩散反应方程,采用降维法,结合... 针对一维对流扩散反应方程,基于对流扩散方程的四阶指数型紧致差分格式,采用四阶混合差分逼近算子和Padé公式,间接地构造了两种求解一维对流扩散反应方程的四阶指数型组合紧致差分格式;针对二维对流扩散反应方程,采用降维法,结合高阶混合差分逼近算子和Padé公式构造了求解二维对流扩散反应方程的四阶指数型组合紧致差分格式.本文所提差分格式较经典四阶格式和文献中的组合型格式具有更低的耗散性,因此对于对流占优等边界层问题的求解计算精度更高.最后给出数值算例验证了本文格式的精度. 展开更多
关键词 对流扩散反应方程 高阶紧致差分格式 对流占优 边界层
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分数阶非线性四阶反应扩散方程变步长L 1格式的能量稳定
11
作者 孙红 《南京工程学院学报(自然科学版)》 2023年第1期79-83,共5页
基于非均匀L1公式对时间分数阶非线性四阶反应扩散方程建立时间方向变步长的有限差分格式.利用离散互补卷积核,得到非均匀L1公式系数核的梯度分解,从而证明该差分格式在任意非均匀时间网格上保持变分能量耗散率.数值算例验证了格式的精... 基于非均匀L1公式对时间分数阶非线性四阶反应扩散方程建立时间方向变步长的有限差分格式.利用离散互补卷积核,得到非均匀L1公式系数核的梯度分解,从而证明该差分格式在任意非均匀时间网格上保持变分能量耗散率.数值算例验证了格式的精度和有效性. 展开更多
关键词 分数阶非线性反应扩散方程 CAPUTO导数 变步长 有限差分 能量耗散率
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时间分数阶反应-扩散方程的隐式差分近似 被引量:20
12
作者 于强 刘发旺 《厦门大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期315-319,共5页
考虑时间分数阶反应-扩散方程,它是从标准的反应-扩散方程中用分数阶导数α(0<α<1)代替一阶时间导数而得到.提出了一个计算有效的隐式差分近似.利用分数阶离散系数的特点,证明了这个隐式差分近似是无条件稳定的,并且也证明了它... 考虑时间分数阶反应-扩散方程,它是从标准的反应-扩散方程中用分数阶导数α(0<α<1)代替一阶时间导数而得到.提出了一个计算有效的隐式差分近似.利用分数阶离散系数的特点,证明了这个隐式差分近似是无条件稳定的,并且也证明了它的收敛性.最后给出数值例子. 展开更多
关键词 时间分数阶 反应-扩散方程 隐式差分近似 稳定性 收敛性
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变系数反应扩散方程的差分解法 被引量:3
13
作者 罗卫华 邬凌 王彬 《西南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期88-92,共5页
研究了变系数反应扩散方程的差分格式.首先用Taylor公式导出紧差分格式;再通过补充边界值给出了此格式的求解形式;接着用能量方法证明了差分格式的解的存在性、唯一性、稳定性和收敛性;最后用数值例子验证了此方法的可行性和精确度.
关键词 反应扩散方程 差分格式 变系数
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糖酵解模型差速流动引起的不稳定性和时空结构 被引量:5
14
作者 龚玉兵 徐强 《Chinese Journal of Chemical Physics》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2001年第2期181-186,共6页
建立了糖酵解模型 (Selkov模型 )差速流动型反应扩散方程 ,理论研究了均匀定态的稳定性 ,结果表明 ,当自催化物B的流速大于临界值c 时 ,系统存在运流不稳定性 (Convectiveinstabili ty) ;数值模拟分别得到了B在不同时刻和不同流速... 建立了糖酵解模型 (Selkov模型 )差速流动型反应扩散方程 ,理论研究了均匀定态的稳定性 ,结果表明 ,当自催化物B的流速大于临界值c 时 ,系统存在运流不稳定性 (Convectiveinstabili ty) ;数值模拟分别得到了B在不同时刻和不同流速下的时空结构 ,显示了一些特殊性质 。 展开更多
关键词 Selkov模型 反应扩散方程 差速流动 糖酯解模型 化学反应动力学 时空结构 化学振荡 化学波 不稳定性
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求解变系数对流扩散反应方程的指数型高精度紧致差分方法 被引量:7
15
作者 田芳 葛永斌 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期283-296,共14页
本文给出了一种数值求解变系数对流扩散反应方程的指数型高精度紧致差分方法.我们首先将模型方程变形,借助常系数对流扩散方程的指数型高精度紧致差分格式,采用残量修正法得到变系数对流扩散反应方程的指数型高精度紧致差分格式;并从理... 本文给出了一种数值求解变系数对流扩散反应方程的指数型高精度紧致差分方法.我们首先将模型方程变形,借助常系数对流扩散方程的指数型高精度紧致差分格式,采用残量修正法得到变系数对流扩散反应方程的指数型高精度紧致差分格式;并从理论上分析了当Pelect数很大时,本文格式达到四阶计算精度时网格步长的限制条件;离散得到的代数方程组可采用追赶法直接求解.数值实验结果与理论分析完全吻合,表明了本文格式对于边界层问题或大梯度变化的物理量求解问题具有的高精度和鲁棒性的优点. 展开更多
关键词 对流扩散反应方程 指数型有限差分格式 高精度紧致差分格式 对流占优 边界层
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一种求解对流扩散反应方程的高阶紧致差分格式 被引量:7
16
作者 杨录峰 李春光 《宁夏大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第2期101-104,109,共5页
提出一种消除对流扩散反应方程中对流项的处理技巧,结合中心差分格式的新方法与相同节点的迎风差分格式相比具有更好的精度,该方法很容易与Padé格式相结合,构造出具有四阶精度的无条件稳定的高阶差分格式.数值实验表明,新方法具有... 提出一种消除对流扩散反应方程中对流项的处理技巧,结合中心差分格式的新方法与相同节点的迎风差分格式相比具有更好的精度,该方法很容易与Padé格式相结合,构造出具有四阶精度的无条件稳定的高阶差分格式.数值实验表明,新方法具有很好的精度和健壮性,并且可以有效求解对流占优问题. 展开更多
关键词 紧致差分格式 无条件稳定 对流扩散反应方程 对流占优
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二维扩散反应方程的三次样条高精度加权隐式差分格式及其多重网格方法 被引量:2
17
作者 马廷福 金涛 葛永斌 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2013年第3期141-146,共6页
利用二阶微商的三次样条四阶紧致差分逼近公式,推导出两种数值求解二维扩散反应方程的两层9点加权隐式紧致差分格式.当θ=1/2时,该格式在时间和空间方向上分别达到二阶和四阶精度.通过Fourier方法讨论知,当1/2≤θ≤1时,格式是无条件稳... 利用二阶微商的三次样条四阶紧致差分逼近公式,推导出两种数值求解二维扩散反应方程的两层9点加权隐式紧致差分格式.当θ=1/2时,该格式在时间和空间方向上分别达到二阶和四阶精度.通过Fourier方法讨论知,当1/2≤θ≤1时,格式是无条件稳定的;当0≤θ<1/2时,格式是条件稳定的.为了克服传统迭代法在求解隐格式方面的困难,差分方程采用多重网格方法进行求解并将本文格式的结果与P-R格式及C-N格式下的结果进行比较.数值实验结果验证本文方法的精确性和可靠性及多重网格方法的效率. 展开更多
关键词 扩散反应方程 加权隐式差分格式 高精度 多重网格方法
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一维定常对流扩散反应方程的高精度紧致差分格式 被引量:5
18
作者 祁应楠 武莉莉 《华中师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2017年第1期1-6,共6页
针对一维定常对流扩散反应方程,提出了一种四阶精度的有理型紧致差分格式,其局部截断误差为O(h4);然后通过Richardson外推技术和算子插值法将本文格式的精度提高到六阶.因为格式仅涉及到3个网格基架点,所以对于Dirichlet边值问题,由差... 针对一维定常对流扩散反应方程,提出了一种四阶精度的有理型紧致差分格式,其局部截断误差为O(h4);然后通过Richardson外推技术和算子插值法将本文格式的精度提高到六阶.因为格式仅涉及到3个网格基架点,所以对于Dirichlet边值问题,由差分格式可得三对角线性方程组,可采用追赶法进行求解.最后通过数值算例验证了本文方法的精确性和可靠性. 展开更多
关键词 对流扩散反应方程 高阶紧致格式 RICHARDSON外推 有限差分法
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奇异摄动反应扩散方程数值模拟的粒子群优化算法 被引量:6
19
作者 刘利斌 欧阳艾嘉 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2014年第4期1080-1082,1093,共4页
针对Shishkin网格方法在数值求解奇异摄动反应扩散方程时,网格过度点参数的选取具有不确定性的缺陷,提出了一种用粒子群优化(PSO)算法估计Shishkin网格参数的方法。首先基于有限差分方法,构造了以误差范数最小为目标的无约束优化问题,并... 针对Shishkin网格方法在数值求解奇异摄动反应扩散方程时,网格过度点参数的选取具有不确定性的缺陷,提出了一种用粒子群优化(PSO)算法估计Shishkin网格参数的方法。首先基于有限差分方法,构造了以误差范数最小为目标的无约束优化问题,并用PSO算法进行了求解。该方法克服了人为选择参数的缺陷。实验结果表明:与单纯形算法相比,PSO算法在优化Shishkin网格参数时能够收敛到全局最优解;而且在最优网格参数下,奇异摄动反应扩散方程的数值结果在边界层的精度也得到了明显提高,进一步说明了所提方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 奇异摄动反应扩散方程 SHISHKIN网格 有限差分方法 粒子群优化算法 边界层
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反应扩散方程的紧交替方向差分算法 被引量:2
20
作者 陈贞忠 张芳 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2010年第6期78-82,共5页
研究了三维常系数反应扩散方程的紧交替方向隐式差分格式.首先综合运用降阶法和降维法导出了紧差分格式,并给出了差分格式截断误差的表达式;其次引进过渡层变量,给出了紧交替方向隐式差分格式算法;利用Fouier稳定性方法证明了差分格式... 研究了三维常系数反应扩散方程的紧交替方向隐式差分格式.首先综合运用降阶法和降维法导出了紧差分格式,并给出了差分格式截断误差的表达式;其次引进过渡层变量,给出了紧交替方向隐式差分格式算法;利用Fouier稳定性方法证明了差分格式的稳定性和收敛性,且收敛阶为O(τ2+h4),并应用Richardson外推法外推一次得到具有O(τ4+h6)阶精度的近似解.数值实验结果证实,数值结果和理论结果是吻合的. 展开更多
关键词 反应扩散方程 紧差分格式 交替方向隐式差分格式 截断误差 绝对稳定
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