几类时滞微分方程的谱方法

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:laiking
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
时滞微分方程多应用于化学、生物学、电路系统、机械控制等领域的建模中,通常这类问题在理论求解上十分困难,这制约了理论研究的发展,也给实际问题的处理带来了不便.在这种情况下,鉴于数值解既能帮助揭示理论性质,又能直接应用到实际问题,因此,无论从理论研究上考虑,还是站在实际应用的角度出发,时滞微分方程的数值解都是值得研究的内容.众所周知,在计算时滞微分方程时需要存储多个时间层的数值解,高精度算法可降低存储量,但同时也增大了计算量.所以,在计算量没有显著增加的前提下构造高精度算法是很有必要的工作.本文重点介绍了几类时滞微分方程谱方法的构造以及相应的理论分析.  在第二章,基于Legendre-Gauss-Radau插值和区域分解的思想,对带有分段常时滞的中立型微分方程构造了一类多域谱配置法.通过收敛性分析证明了该算法具有高精度,用两个数值算例验证了理论结果,并与部分现有算法在计算效率上进行了比较.  在第三章,针对二维非线性时滞对流-扩散-反应问题,先通过指数变换将其转化为等价的非线性时滞反应-扩散问题,再结合Crank-Nicholson格式与具有稀疏结构的Legendre谱Galerkin方法进行求解.从理论上分别对理论解和数值解的稳定性进行了分析,并给出了L2-范数意义下的收敛性结果,之后用两个数值算例检验了算法的高精度与高效性.  在第四章,给出了非线性非Fickian型时滞反应-扩散问题的半离散有限元解,借助带记忆项的椭圆投影算子对半离散解进行了误差估计,然后分别通过一维和二维的数值算例来验证了有限元解的收敛阶.  在第五章,Fourier谱方法被应用于求解Swift-Hohenberg方程.一种适用于谱方法的二阶隐显式时间离散格式被构造.这类新的算法被证明是保能量稳定且数值收敛的.最后,借助于两个数值算例对算法的能量稳定性和收敛阶进行了验证.  在第六章,对本文的主要工作进行了一个简要的总结,并对未来的研究内容做了简短的展望.
其他文献
当今时代,网络越来越深入影响人们的工作和生活。网络开放性为网民在网络环境下进行学习提供可能。这种学习行为是自发产生的,不受外界干预,在学习过程中学习者知识结构和智慧能
由于人工神经网络(ANN)在最优化、信号处理、图像处理、代数方程求解、模式识别和联想记忆等方面的广泛应用,ANN网络得到了蓬勃发展.ANN网络的信息处理功能取决于其动力特征.
由于Penna模型与Stauffer模型这两个关于生物老化模型本身在解释生物现象上具有广泛性与可行性,本文主要针对这两个模型本身,以及模型的各种应用进行了回顾,对它们的应用情况
杂凑函数是信息安全中一个非常重要的工具,它对一个任意长度的消息m施加操作,返回一个固定长度的杂凑值h(m),杂凑函数是公开的,对处理过程不用保密。单向杂凑函数的安全性取决
“哪些图由它的谱确定?”的问题于半个世纪前起源于化学.1956年Günthard和Primas在一篇把图谱理论与化学中Hückels理论相联系的论文中提出了该问题。另一个应用来自于1
由于隧道与普通建筑在性质、功能、用途等方面存在很大差异,其主体建设位置在地下空间,所以在照明设计方面和一般建筑也有很多不同,照明设计工作对于隧道具有重要意义。它是
本文主要讨论了实数的唯一集的大小,β-动力系统中的非齐次丢番图逼近问题,以及实数在不同的β-动力系统中的轨道的丢番图性质.我们计算了相关分形集的Lebesgue测度及Hausdor
本文主要研究完全多部图的M(3)及M(4)性质。首先针对Ghebleh和Mahmoodian的关于完全多部图的M(3)性质的开放问题进行了研究,证明了Ki*4,5,K1*4,4,K2,2,4和K2,2,5不是U3LC图,而且它们的m
青海省第三地质矿产勘查院前身为青海省地球物理勘查技术研究院,2009年4月更名为青海省第三地质矿产勘查院,位于青海省省会西宁市,下设地球物理勘探所、地质矿产勘查所、计算
请下载后查看,本文暂不支持在线获取查看简介。 Please download to view, this article does not support online access to view profile.
期刊