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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
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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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伪抛物型p-Kirchhoff方程的爆破解
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作者 李锋杰 李平 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2024年第3期717-736,共20页
该文研究了一类具有变指数的伪抛物型p-Kirchhoff方程的齐次Dirichlet初边值问题.首先,采用改进的势阱法和辅助函数法,对初始能量进行最优分类,得到解的爆破和整体存在的判据.其次,分别得到了解的爆破时间估计和整体解的大时间性态.
关键词 p-kirchhoff方程 大时间性态 爆破时间 初始能量 变指数
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带色散的四阶抛物型方程的紧致差分格式 被引量:1
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作者 李冉冉 王红玉 开依沙尔·热合曼 《山东科技大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第1期82-88,共7页
本研究提出一种有效求解带色散四阶抛物型方程的四阶紧致差分格式。对该方程的空间变量用四阶紧致差分格式进行离散,对离散之后得到的常微分方程组用三次Hermite插值法进行求解,得到一种空间和时间方向上都具有四阶精度的数值格式,并用... 本研究提出一种有效求解带色散四阶抛物型方程的四阶紧致差分格式。对该方程的空间变量用四阶紧致差分格式进行离散,对离散之后得到的常微分方程组用三次Hermite插值法进行求解,得到一种空间和时间方向上都具有四阶精度的数值格式,并用傅里叶方法证明了该格式的无条件稳定性。数值实验中给出三种类型的算例,并将本研究格式与Crank-Nicolson格式进行数值比较,证明了本研究格式的有效性。结果表明,本研究格式对求解带色散的四阶抛物型方程具有很好的实用性。 展开更多
关键词 带色散的四阶方程 紧致差分格式 三次Hermite插值 DIRICHLET边界条件
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一类抛物型方程初值与源项同时反演问题的唯一性与数值计算 被引量:1
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作者 阮周生 万广红 陈振兴 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第2期333-342,共10页
基于实际应用的驱动,利用局部观测数据研究了一类抛物型方程初值与源项同时反演问题。首先利用特征函数展开法得到问题的级数形式解,基于级数解构造性地证明基于2个观测时刻的含局部测量数据同时反演问题的非唯一性;其次利用抛物型方程... 基于实际应用的驱动,利用局部观测数据研究了一类抛物型方程初值与源项同时反演问题。首先利用特征函数展开法得到问题的级数形式解,基于级数解构造性地证明基于2个观测时刻的含局部测量数据同时反演问题的非唯一性;其次利用抛物型方程解的解析延拓性,证明了基于3个观测时刻含局部测量数据的同时反演问题的唯一性;然后基于有限元插值技术和叠加原理,构造了同时反演问题的反演算法;最后通过构造具有解析解和不具有解析解的数值算例验证了反演算法的有效性。 展开更多
关键词 方程 同时反演问题 唯一性 解析延拓
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结合抛物型缓坡方程计算波浪辐射应力 被引量:17
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作者 郑永红 沈永明 邱大洪 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期110-116,共7页
将波浪辐射应力与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,提出了一种计算辐射应力的新方法,并用有限差分法对控制方程进行了数值求解.数值结果表明这种方法精度高、编程简单、求解快速,可用于实际大区域波浪辐射应力的计算。
关键词 辐射应力 缓坡方程 波浪 有限差分法
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用演化算法求解抛物型方程扩散系数的识别问题 被引量:7
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作者 熊盛武 李元香 +1 位作者 康立山 陈毓屏 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期261-265,共5页
基于演化算法给出了一类求解参数识别反问题的一般方法 .该方法表明只要找到好的、求解相应的正问题的数值方法 ,演化算法就可以用于求解此类反问题 .设计有效的求解反问题的演化算法的关键是寻找一种适合反问题的解空间的编码表示形式... 基于演化算法给出了一类求解参数识别反问题的一般方法 .该方法表明只要找到好的、求解相应的正问题的数值方法 ,演化算法就可以用于求解此类反问题 .设计有效的求解反问题的演化算法的关键是寻找一种适合反问题的解空间的编码表示形式、适当的适应值函数形式以及有效的计算正问题的数值方法 .该文结合演化算法、传统的求解反问题的迭代方法和正则化技术 ,设计了一类求解参数识别反问题的方法 .为验证此类方法 ,将其用于求解一维扩散方程的扩散系数的识别问题 ,得到了较好的数值结果 。 展开更多
关键词 演化算法 参数识别 方程 扩散系数
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基于抛物型缓坡方程模拟近岸植被区波浪传播 被引量:10
7
作者 唐军 沈永明 崔雷 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期7-11,共5页
植被对波浪传播运动有重要影响。考虑近岸波浪在植被区传播中的折射、绕射、破碎及植被引起的波能耗损效应,基于抛物型缓坡方程建立了模拟近岸植被区波浪传播的数学模型,对模型进行了数值模拟验证,采用数值模拟试验分析了植被对波浪传... 植被对波浪传播运动有重要影响。考虑近岸波浪在植被区传播中的折射、绕射、破碎及植被引起的波能耗损效应,基于抛物型缓坡方程建立了模拟近岸植被区波浪传播的数学模型,对模型进行了数值模拟验证,采用数值模拟试验分析了植被对波浪传播的影响。数值模拟结果表明,波浪在近岸植被区传播时,随着植被密度和植被高度的增加,波浪传播中的波高衰减增大,波能耗损增加;不同周期波浪在植被区传播中的波高衰减过程也明显不同。 展开更多
关键词 植被 波浪 缓坡方程 波能耗损
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三维抛物型方程的两种加权平均隐式多重网格方法 被引量:17
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作者 葛永斌 田振夫 吴文权 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2003年第3期105-110,共6页
提出了数值求解三维抛物型方程的两种精度分别为O(τ2+h2)和O(τ2+h4)的两层加权平均隐格式,利用Fourier分析方法证明了格式均是无条件稳定的。并在此基础上首次提出了求解该问题的多重网格算法,从而克服了传统迭代法在求解隐格式时收... 提出了数值求解三维抛物型方程的两种精度分别为O(τ2+h2)和O(τ2+h4)的两层加权平均隐格式,利用Fourier分析方法证明了格式均是无条件稳定的。并在此基础上首次提出了求解该问题的多重网格算法,从而克服了传统迭代法在求解隐格式时收敛速度慢的缺陷,大大加快了迭代收敛速度,提高了求解效率。数值实验结果验证了方法的精确性和可靠性。 展开更多
关键词 三维方程 加权平均隐格式 无条件稳定 多重网格
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考虑风能输入的抛物型缓坡方程 被引量:9
9
作者 王红川 潘军宁 左其华 《海洋工程》 CSCD 北大核心 2004年第2期13-16,共4页
在Radder和Kirby发展的波浪折射绕射缓坡方程抛物型模型基础上,对这种模型进行了改进,改进后的模型除可以考虑波浪传播过程中的底摩阻损耗、非线性作用外,加入了风能输入对波浪传播的影响。基于风能输入项的波浪模型数值计算结果表明,... 在Radder和Kirby发展的波浪折射绕射缓坡方程抛物型模型基础上,对这种模型进行了改进,改进后的模型除可以考虑波浪传播过程中的底摩阻损耗、非线性作用外,加入了风能输入对波浪传播的影响。基于风能输入项的波浪模型数值计算结果表明,在纯风浪情况下的计算结果与传统的风浪计算方法结果一致,在波浪传播过程中由于风的作用,将导致波高比无风作用下计算的波高大。 展开更多
关键词 缓坡方程 数值计算 波浪 风能输入
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脉冲向量中立型抛物方程解的H-振动性 被引量:9
10
作者 罗李平 杨柳 曾云辉 《高校应用数学学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2010年第4期463-468,共6页
研究一类脉冲向量中立型抛物偏微分方程边值问题解的振动性,利用Domslak引进的H-振动的概念及内积降维的方法,将多维振动问题化为一维脉冲中立型微分不等式正解的不存在性问题,并借助于一阶脉冲中立型微分不等式,给出了该类边值问题所有... 研究一类脉冲向量中立型抛物偏微分方程边值问题解的振动性,利用Domslak引进的H-振动的概念及内积降维的方法,将多维振动问题化为一维脉冲中立型微分不等式正解的不存在性问题,并借助于一阶脉冲中立型微分不等式,给出了该类边值问题所有解H-振动的若干充分性判据,这里H是R^M中的单位向量. 展开更多
关键词 脉冲 向量 中立 偏微分方程 H-振动
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二维抛物型方程的高精度分支稳定显格式 被引量:9
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作者 马明书 申培萍 张利霞 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 1999年第3期139-142,共4页
本文构造了一个解二维抛物型方程的高精度显格式,其稳定性条件为r = Δt/Δx2 = Δt/Δy2 < 1/2,截断误差为 O(Δt2 + Δx4)。
关键词 精度 显式差分格式 方程 截断误差
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具连续分布滞量的非线性中立型抛物偏泛函微分方程的振动性 被引量:13
12
作者 罗李平 高正晖 欧阳自根 《应用数学》 CSCD 北大核心 2006年第3期651-655,共5页
考虑一类具连续分布滞量的非线性中立型抛物偏泛函微分方程解的振动性,借助Green定理和时滞微分不等式获得了这类方程在Robin,Dirichlet边值条件下所有解振动的若干充分条件.
关键词 非线性 中立 偏泛函微分方程 振动性 连续分布滞量
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带弱奇异核的抛物型积分微分方程的非协调有限元方法 被引量:9
13
作者 石东洋 郭城 王海红 《数学物理学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2010年第3期764-775,共12页
研究了带弱奇异核的抛物型积分微分方程的非协调有限元方法,在不需要Ritz-Volterra投影的情况下,在半离散和全离散的格式下分别得到了与协调有限元方法相同的误差估计.
关键词 积分微分方程 弱奇异核 非协调元 误差估计
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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
14
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 微分方程 试探函数 方程 二阶 一维
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非线性抛物型积分微分方程Wilson元逼近的收敛阶估计 被引量:12
15
作者 公敬 杨晓忠 李潜 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2004年第5期709-714,共6页
将四边形Wilson元应用于二维空间中的一类非线性抛物型积分微分方程,研究近似解与精确解的误差估计,得到了半离散Galerkin近似解与精确解的最优L2模与Sh模误差估计,并且证明了Wilson元解的梯度对四边形网格具有超收敛性。
关键词 积分微分方程 WILSON元
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二维抛物型方程的高精度多重网格解法 被引量:6
16
作者 葛永斌 田振夫 吴文权 《应用数学》 CSCD 北大核心 2003年第2期13-18,共6页
提出了数值求解二维抛物型方程的一种新的高精度加权平均紧致隐格式 ,利用Fourier分析方法证明了该格式是无条件稳定的 .为了克服传统迭代法在求解隐格式时收敛速度慢的缺陷 ,利用了多重网格加速技术 ,大大加快了迭代收敛速度 ,提高了... 提出了数值求解二维抛物型方程的一种新的高精度加权平均紧致隐格式 ,利用Fourier分析方法证明了该格式是无条件稳定的 .为了克服传统迭代法在求解隐格式时收敛速度慢的缺陷 ,利用了多重网格加速技术 ,大大加快了迭代收敛速度 ,提高了求解效率 . 展开更多
关键词 方程 精度 差分方法 多重网格法 CS格式 FAS格式
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三维抛物型方程的一族高精度分支稳定显格式 被引量:14
17
作者 马明书 王同科 《应用数学和力学》 EI CSCD 北大核心 2000年第10期1087-1092,共6页
构造了一族解三维抛物型方程的高精度显格式 ,其稳定性条件为r=Δt/Δx2 =Δt/Δy2 =Δt/Δz2 <1/2 ,截断误差为O(Δt2 +Δx4 ) ·
关键词 高精度 显式差分格式 分支稳定 三维方程 初边值问题
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高维抛物型方程的高精度恒稳定的LOD格式 被引量:3
18
作者 马明书 沈高峰 +1 位作者 谷淑敏 朱霖霖 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期25-27,共3页
对二维和三维抛物型方程构造出了高精度恒稳定的LOD格式,格式的截断误差阶达到O(Δt2+Δx4).通过数值实例,验证了所得格式较现有的同类格式的精度提高了二位以上有效数字.
关键词 方程 LOD格式 截断误差 恒稳定
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具脉冲和时滞影响的向量抛物型方程振动性的新准则 被引量:3
19
作者 罗李平 王艳群 宫兆刚 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期45-48,共4页
研究一类基于脉冲和时滞影响的向量抛物型偏微分方程的振动性,利用脉冲时滞微分不等式,建立了该类方程在Dirichlet边值条件下所有解H-振动的若干新的充分判据,这里H是Rm中的单位向量。所得结果充分反映了脉冲和时滞在方程振动中的影响... 研究一类基于脉冲和时滞影响的向量抛物型偏微分方程的振动性,利用脉冲时滞微分不等式,建立了该类方程在Dirichlet边值条件下所有解H-振动的若干新的充分判据,这里H是Rm中的单位向量。所得结果充分反映了脉冲和时滞在方程振动中的影响作用。 展开更多
关键词 H-振动 向量 方程 脉冲 时滞
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具连续偏差变元的向量抛物型方程的H-振动性 被引量:10
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作者 罗李平 俞元洪 《浙江大学学报(理学版)》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期137-139,共3页
考虑一类具连续偏差变元的向量抛物型偏微分方程的振动性,利用Domslak引进的H-振动的概念及内积降维的方法,将多维振动问题化为一维泛函微分不等式不存在最终正解的问题,给出了该类方程在Robin边值条件下所有解H-振动的若干充分条件,这... 考虑一类具连续偏差变元的向量抛物型偏微分方程的振动性,利用Domslak引进的H-振动的概念及内积降维的方法,将多维振动问题化为一维泛函微分不等式不存在最终正解的问题,给出了该类方程在Robin边值条件下所有解H-振动的若干充分条件,这里H是RM中的单位向量. 展开更多
关键词 向量 偏微分方程 H-振动性 连续偏差变元
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