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基于加权移位Grünwald-Letnikov公式的时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分方法
1
作者 陈奥 陈雪娟 朱小娟 《厦门大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期740-746,共7页
[目的]时间分数阶抛物型积分微分方程可用来描述具有记忆和遗传特性的复杂动态系统,其含有时间分数阶Riemann-Liouville(R-L)积分项,与传统的抛物型方程有所不同.本文提出了一种有效求解时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分法.[方法]... [目的]时间分数阶抛物型积分微分方程可用来描述具有记忆和遗传特性的复杂动态系统,其含有时间分数阶Riemann-Liouville(R-L)积分项,与传统的抛物型方程有所不同.本文提出了一种有效求解时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分法.[方法]时间方向上对时间分数阶R-L积分项利用二阶加权移位的Grünwald-Letnikov(SWGL)公式逼近,并结合Crank-Nicolson(C-N)格式进行离散,空间方向上采用紧差分方法进行离散,从而得到基于SWGL公式的全离散数值格式,并使用能量方法证明了该数值格式的无条件稳定性和收敛性.[结果]该数值解法在时间方向上具有二阶精度,在空间方向上具有四阶精度.最后借助数值算例验证了方法的可行性和有效性.[结论]本文基于SWGL公式建立的时间分数阶抛物型积分微分方程的紧差分格式,为求解工程领域中含有分数阶积分项的物理模型提供了一种有效的高精度的数值解法. 展开更多
关键词 时间分数阶抛物型积分微分方程 时间分数阶Riemann-Liouville积分 加权移位的Grünwald-Letnikov公式 CRANK-NICOLSON格式 紧差分格式
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几类复微分-差分方程解的增长级
2
作者 甘会林 《江西师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期5-7,共3页
该文受已有文献的启发研究了4个复微分-差分方程,利用增长级小于1的超越亚纯函数的差分与导数之间的一个关系,得到这些方程的超越整函数解的增长级都大于或等于1.
关键词 复微分-差分方程 亚纯函数 增长级
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基于离散化和线性化的输气管网动态偏微分方程模型求解方法 被引量：2
3
作者 赵佩尧 李正烁 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期277-288,共12页
针对目前各类输气管网动态偏微分方程求解方法普遍存在的计算速度和求解精度不能有效兼顾的问题,提出了一种输气管网动态偏微分方程模型的离散化和线性化方法。首先,基于有限体积法(FVM)和有限差分法(FDM),推导出具有较高精度的离散化... 针对目前各类输气管网动态偏微分方程求解方法普遍存在的计算速度和求解精度不能有效兼顾的问题,提出了一种输气管网动态偏微分方程模型的离散化和线性化方法。首先,基于有限体积法(FVM)和有限差分法(FDM),推导出具有较高精度的离散化和线性化的输气管道偏微分方程组。然后,为解决大规模离散化方程组计算复杂的问题,基于SIMPLE算法,对离散化和线性化后的数学模型提出了快速求解方案;针对每个离散网格节点的方程组,推导出削减变量规模的求解方程格式,并通过“假设-修正”的思想进行求解,提升求解精度。以商业软件Pipeline Studio的运行结果作为仿真标准,将本文方法分别应用于单一管道和简单管网的动态仿真案例,与有限差分法、特征线法和等效电路法进行了求解速度和精度的比较,并通过选取不同空间步长进行仿真,探究了本文方法与其他方法的求解速度和精度受离散化的空间步长的影响程度。结果表明:本文方法在求解单一管道模型的平均误差为0.1943%,求解用时为1.169 s;在简单管网仿真中,本文方法的平均误差为0.2794%,用时为37.285 s。在选取不同空间步长时,本文方法都能保证收敛,平均误差保持在0.3%以内。由此,证明了本文方法的正确性和稳定性,并且,本文方法的速度和精度要求都能得到充分保证。综上,本文方法能够有效应用于天然气输气管网的动态仿真研究。 展开更多
关键词 天然气输气管网 偏微分方程 有限体积法 有限差分法 SIMPLE算法
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空间分数阶偏微分方程非标准有限差分方法的稳定性和收敛性 被引量：1
4
作者 王琦 刘子婷 《应用数学》 北大核心 2024年第1期159-170,共12页
本文研究空间分数阶偏微分方程非标准有限差分方法数值解的相关问题.采用Grünwald-Letnikov公式和平移Grünwald-Letnikov公式分别对两个空间分数阶导数进行离散.再运用带有时间和空间步长的分母函数构造非标准有限差分方法.... 本文研究空间分数阶偏微分方程非标准有限差分方法数值解的相关问题.采用Grünwald-Letnikov公式和平移Grünwald-Letnikov公式分别对两个空间分数阶导数进行离散.再运用带有时间和空间步长的分母函数构造非标准有限差分方法.进而利用von Neumann分析方法对差分格式的稳定性和收敛性进行研究,获得了一些新的结果.数值例子验证了非标准有限差分方法用于求解空间分数阶偏微分方程的有效性. 展开更多
关键词 空间分数阶偏微分方程 非标准有限差分方法 稳定性 收敛性
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利用G′/G展开法构造非线性微分差分方程的精确解 被引量：1
5
作者 许丽萍 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期34-40,共7页
把最近提出的G′/G展开法推广到了非线性微分差分方程,利用该方法成功构造了非线性微分差分Schr dinger方程和DCCGL方程的3类涉及任意参数的精确解,当这些参数取特殊值时,可得这2个方程的钟状孤立波解、扭状孤立波解以及三角函数解等.... 把最近提出的G′/G展开法推广到了非线性微分差分方程,利用该方法成功构造了非线性微分差分Schr dinger方程和DCCGL方程的3类涉及任意参数的精确解,当这些参数取特殊值时,可得这2个方程的钟状孤立波解、扭状孤立波解以及三角函数解等.研究结果表明,该方法是探讨非线性微分差分方程精确解的一个有效而简洁的算法. 展开更多
关键词 G′/G展开法 微分差分schrdinger方程 微分差分DCCGL方程 精确解
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基于差分曲率的偏微分方程图像降噪算法 被引量：7
6
作者 董婵婵 张权 +4 位作者 郝慧艳 张芳 刘祎 孙未雅 桂志国 《计算机工程与设计》 北大核心 2015年第7期1850-1854,共5页
针对图像去噪过程存在边缘保持与噪声抑制的矛盾,提出一种改进的偏微分方程图像降噪算法。将差分曲率引入各项异性扩散方程中,构造出新的扩散系数函数,其可以较好区分图像的边缘、平坦区域以及噪声,使算法在去除噪声的同时,保留更多弱... 针对图像去噪过程存在边缘保持与噪声抑制的矛盾,提出一种改进的偏微分方程图像降噪算法。将差分曲率引入各项异性扩散方程中,构造出新的扩散系数函数,其可以较好区分图像的边缘、平坦区域以及噪声,使算法在去除噪声的同时,保留更多弱边缘和纹理等细节信息。实验结果表明,该算法与其它基于偏微分方程的图像降噪算法相比,在客观的质量评价方面,提高了图像的信噪比和峰值信噪比;在主观视觉效果方面,在滤除噪声的同时保留了更多的弱边缘等细节信息,该算法实现了较好的图像降噪效果。 展开更多
关键词 图像去噪 偏微分方程 各项异性扩散 差分曲率 弱边缘
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一类非线性微分差分方程亚纯解的性质 被引量：5
7
作者 彭长文 陈宗煊 《华南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第1期24-28,共5页
利用值分布理论,研究了几类非线性差分方程是否有有限级超越亚纯解的问题,还考虑了"微分差分方程fn(z)+M(z,f)=h(z)是否存在有限级超越整函数解"的问题,其中n(≥3)是整数,h(z)是非零的有理函数,M(z,f)是关于f的线性微分差分... 利用值分布理论,研究了几类非线性差分方程是否有有限级超越亚纯解的问题,还考虑了"微分差分方程fn(z)+M(z,f)=h(z)是否存在有限级超越整函数解"的问题,其中n(≥3)是整数,h(z)是非零的有理函数,M(z,f)是关于f的线性微分差分多项式. 展开更多
关键词 微分差分多项式 差分多项式 微分差分方程 非线性差分方程
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解一维二阶椭圆和抛物型微分方程的广义差分法 被引量：21
8
作者 吴微 李荣华 《数学年刊（A辑）》 1984年第3期303-312,共10页
本文讨论一维二阶椭圆和抛物方程的广义差分法(一种广义Galerkin方法),试探函数取为Hermite三次元,检验函数取为在小区间中点不连续的分片线性函数,抛物方程的时间方向用Crank-Nicholson型离散,得到了与普通有限元法(试探函数和检验函... 本文讨论一维二阶椭圆和抛物方程的广义差分法(一种广义Galerkin方法),试探函数取为Hermite三次元,检验函数取为在小区间中点不连续的分片线性函数,抛物方程的时间方向用Crank-Nicholson型离散,得到了与普通有限元法(试探函数和检验函数都取做Hermite三次元)完全相同的最佳阶误差估计。 展开更多
关键词 广义差分法 抛物型微分方程 试探函数 抛物方程 二阶 一维
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解变系数偏微分方程的任意差分精细积分法 被引量：2
9
作者 强士中 李小珍 王孝国 《计算力学学报》 EI CAS CSCD 1997年第3期293-297,341,共6页
本文提出用任意差分精细积分法来求解变系数偏微分方程，它既保留了差分法的优点，又具备有限元法易于处理各种边界条件的特点，同时还是高精度显式差分格式。最后，用一算例来验证了本文方法的正确性和精确性。
关键词 偏微分方程 差分法 精细积分法 变系数方程
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抛物型偏微分方程的变步长显式差分解法 被引量：1
10
作者 秦学志 年四洪 +1 位作者 刘慧 罗远诠 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 1996年第6期651-656,共6页
给出一种求解抛物型偏微分方程的变步长显式差分解法，并证明了其收敛性及稳定性．
关键词 偏微分方程 内积 差分法 收敛 抛物型方程
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具有内部层的奇摄动微分差分方程的渐近解 被引量：3
11
作者 倪明康 林武忠 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2010年第6期1413-1423,共11页
该文针对一类非线性奇摄动微分差分方程边值问题,用边界层函数法构造了一致有效的渐近解.由于偏差效因,边界层函数的确定困难很多.作者用"缝接法"不但证明了光滑解的存在性,而且给出了余项估计.
关键词 奇摄动 微分差分方程 渐近解
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更一般的常系数线性差分微分方程的解 被引量：2
12
作者 贾秀梅 李永军 杨继超 《西南大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期79-83,共5页
利用Mikusinski算符演算,微分算符的有关公式、性质和结果,移动算符级数的概念和结论,给出更一般的常系数线性差分微分方程在n=3时的级数解.所得结果推广了已有结论.
关键词 算符 差分微分方程 微分算符 级数解
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负载谐振式臭氧电源的微分-差分方程模型 被引量：1
13
作者 唐雄民 李微 +1 位作者 彭永进 易娜 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期29-32,共4页
为描述介质阻挡放电型臭氧发生器电路的实际工作过程,在分析一种移相全桥脉宽调制下串联负载谐振电源供电的臭氧发生器电路的基础上,提出了采用微分-差分方程来描述电路的工作过程,并给出了电路可能的工作轨迹.通过实验验证了用微分-差... 为描述介质阻挡放电型臭氧发生器电路的实际工作过程,在分析一种移相全桥脉宽调制下串联负载谐振电源供电的臭氧发生器电路的基础上,提出了采用微分-差分方程来描述电路的工作过程,并给出了电路可能的工作轨迹.通过实验验证了用微分-差分方程来描述DBD电路的正确性.该方法不仅能描述电路的稳态工作而且能描述电路的动态工作过程. 展开更多
关键词 移相控制 介质阻挡放电电路 微分-差分方程
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四阶常微分方程奇异摄动问题的二阶精度差分解法 被引量：2
14
作者 王国英 陈明伦 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 1990年第5期431-437,共7页
本文对一类四阶常微分方程边值问题建立了二阶一致精度的差分格式.本格式对步长h具有O(h^2)阶的精度,大大改进了[1]的结果。
关键词 常微分方程 边值问题 差分格式
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Bcklund变换和微分差分方程 被引量：1
15
作者 王军民 张新祥 张丽丽 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期150-152,共3页
主要研究构造非线性演化方程的Backlund变换的新途径.首先从一个连续的谱问题出发,借助于Lax对的非线性化方法,推导出连续的非线性演化方程,然后应用谱问题的相容性,构造了两个非线性微分差分方程,这两个方程恰好是一个连续的非线性演... 主要研究构造非线性演化方程的Backlund变换的新途径.首先从一个连续的谱问题出发,借助于Lax对的非线性化方法,推导出连续的非线性演化方程,然后应用谱问题的相容性,构造了两个非线性微分差分方程,这两个方程恰好是一个连续的非线性演化方程的Backlund变换. 展开更多
关键词 BACKLUND变换 相容性 微分差分方程
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含n个滞量的微分差分方程周期解的存在性 被引量：1
16
作者 刘永建 邓春红 冯春华 《广西科学》 CAS 2005年第4期259-261,共3页
通过构造多元函数,定性分析一个耦合自治常微分方程组周期解的存在性,研究含多个滞量的微分差分方程x′(t)=F(x(t),x(t-τ1),x(t-τ2),...,x(t-τn))和x′(t)=F(x(t),x(t-τ),x(t-2τ),...,x(t-nτ))周期解的存在性问题,获得系统存在非... 通过构造多元函数,定性分析一个耦合自治常微分方程组周期解的存在性,研究含多个滞量的微分差分方程x′(t)=F(x(t),x(t-τ1),x(t-τ2),...,x(t-τn))和x′(t)=F(x(t),x(t-τ),x(t-2τ),...,x(t-nτ))周期解的存在性问题,获得系统存在非平凡振动周期解的一组充分条件,推广和改进了文献[3～5]的结果. 展开更多
关键词 微分方程 微分差分方程 周期解 存在性 时滞
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复差分-微分方程组的解的增长级 被引量：1
17
作者 王钥 张庆彩 杨明华 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2014年第6期1337-1347,共11页
利用亚纯函数的Nevanlinna值分布理论,研究了两类高阶复差分-微分方程组的解的增长级问题,推广和改进了一些作者的结论.例子表明该文的结论是精确的.
关键词 值分布理论 增长级 复差分-微分方程组
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抛物型微分方程的Crank-Nicolson块中心差分方法 被引量：1
18
作者 任宗修 张秀春 银召利 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期15-19,共5页
针对有界区域上的抛物型微分方程讨论了Crank-Nicolson块中心差分法,在非等距剖分的网格上得了近似解和解的一阶导数的L2模误差估计,重要的是提高了时间上的精度.数值试验结果与理论分析一致,说明格式具有高效的收敛性.
关键词 抛物型微分方程 Crank-Nicolson块中心差分方法 误差估计
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中立型时滞微分差分方程正解的存在性(英文) 被引量：1
19
作者 刘开宇 张正球 《湖南师范大学自然科学学报》 CAS 1998年第3期12-18,共7页
研究具正负系数中立型时滞微分与差分方程，分别获得了正解存在的充分条件，推广了相关文献的结论．
关键词 中立型 时滞 微分差分方程 正解 存在性
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变系数线性中立型微分差分方程解的振动性 被引量：4
20
作者 魏俊杰 《数学年刊（A辑）》 CSCD 北大核心 1990年第3期325-332,共8页
本文研究了中立型微分方程 x′(t)-cx′(t-r)+sum from i=1 to n (p_i(t)x(t-r_i)=0)解的振动性。所采用的方法也适用于讨论方程 x′(t)+sum from i=1 to n (p_i(t)x(t-r_i)=0)的振动性。所得结果推广和改进了文[1—4]的主要结果。
关键词 微分差分方程 振动性 中立型 解
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