KdV方程的多辛算法及其孤子解的数值模拟

基于Hamilton空间体系的多辛理论研究了KdV方程.导出了KdV方程的多辛形式及其多种守恒律,并构造了相应的Preissman多辛离散格式及其等价形式.孤子解数值模拟的结果表明:文中构造的多辛格式是有效的,该格式能较好地保持系统的能量和动量特性,并具有良好的长时间数值行为及稳定性.     

基于Crank - Nicolson差分法的KdVB方程有限元解的误差分析

讨论了KdVB方程近似解的误差估计.首先,利用Crank - Nicolson差分法对KdVB方程的时间变量进行离散,由此得到了KdVB方程全离散的H1误差估计.其次,基于特征正交分解(POD)方法得到了KdVB方程的降维模型; 最后,根据Crank - Nicolson差分法对降维模型的时间变量进行离散,由此得到了降维模型的H1误差估计.     

直接间断有限元方法在计算输油管道土壤温度场中的应用

采用直接间断有限元方法(直接间断Galerkin(DG)方法)计算了埋地输油管道周围的非稳态温度场。该方法在每个单元对热传导方程分部积分得到弱形式,通过构建合适的数值流量得到直接间断Galerkin格式;用显式Euler方法求解空间离散得到常微分方程组。对热油管道径向温度场进行了计算,其结果与其他文献的结果相吻合,说明直接间断有限元方法在计算非稳态温度场中是一个有效的、精确的数值方法。     

对称正则长波方程的局部间断Galerkin方法

利用局部间断Galerkin方法求解带有周期性边值条件的对称正则长波方程,通过将方程组化为一阶系统,并选取适合方程的数值通量,构造方程的半离散LDG格式,证明了格式的稳定性和收敛性。     

Rosenau－Kawahara 方程的空间加权 C－N 差分格式

对 Rosenau－Kawahara 方程的初边值问题进行数值研究,利用 LAX 加权差分格式的构造思想,在保持二阶理论精度的情况下,对空间层引入加权系数,提出1个两层非线性空间加权差分格式,格式合理地模拟了问题的2个守恒性质,得到差分解的先验估计,并利用离散泛函分析方法分析格式的收敛性与无条件稳定性。数值实验表明：该方法是可靠的,适当调整加权系数可以大幅提高计算精度。     

Burgers方程的正交基无网格Galerkin解法

选用正交基函数作为无网格Galerkin法中的基函数,成形了正交基无网格Galerkin法.该方法克服了当基函数项数较大时方程组出现病态这一缺点,同时使矩阵计算变得简单,提高了计算效率.对Burgers方程在时间域上采用θ加权法进行离散,空间域上采用正交基无网格Galerkin法进行离散,构造了θ加权-正交基函数的无网格Galerkin法,通过对一维Bur-gers方程进行数值计算,并和现有的数值方法结果进行比较,表明了该方法的有效性.     

基于B样条小波的离合器温度场有限元分析

针对传统有限元方法分析时存在的数值振荡问题,采用了基于B样条小波的有限元分析方法.以四阶B样条小波的张量积空间尺度函数作为插值函数,构造相应的小波单元,并根据离合器接合过程中摩擦副的轴对称热传导方程,结合Galerkin法建立了离合器温度场小波系数空间的有限元模型,实现了小波系数空间到物理空间的转换.通过对某装甲车换档离合器温度场数值计算分析,结果表明,在大梯度温度场问题分析上,B样条小波有限元法可有效地减少数值振荡、提高计算精度和效率,为改进离合器的摩擦副设计和接合过程控制提供了一种有效途径.     

广义Rosenau方程的一个三层守恒差分格式

对广义Rosenau方程的初边值问题进行了数值研究,提出了一个三层隐式差分格式,该格式合理地模拟了问题的守恒性质,得到了差分解的先验估计,利用能量方法分析了该格式的二阶收敛性与无条件稳定性,并利用数值算例进行了验证。     

带周期边界的时间分数阶扩散方程的差分格式

鉴于分数阶方程的解析解实难求得,本文主要研究了带周期边界的时间分数阶扩散方程的有限差分方法,时间方向采用L2-1_σ离散公式,空间方向采用二阶差分格式离散,数值格式整体可达到二阶精度.随后利用Fourier方法证明了有限差分格式的唯一可解性、稳定性和收敛性.最后用MATLAB语言对具体的模型进行了数值求解,数值实验能很好地印证理论结果.     

改进型Boussinesq方程高精度紧致差分显格式

采用一种高精度的紧致差分显格式对改进型Boussinesq方程进行数值求解;采用具有TVD性质的三阶Runge-Kutta方法进行预报,用三次样条函数进行校正,时间精度可达到四阶;在空间离散上采用六阶精度的三点紧致显格式进行计算;运用以上数值格式对Beji和Nadaoka改进型Boussinesq方程进行了求解,求解证明:高精度的数值结果和已知的试验结果吻合良好.作为验证算例,同时对波浪在台阶上的传播进行了模拟,从效果对比上可以看出,所得结果明显比Kittitanasuan的计算结果更靠近试验值.     

Rosenau-KdV方程的一个双加权线性守恒差分格式

对Rosenau-KdV方程的初边值问题进行数值研究,提出一个带有2个加权系数的三层线性守恒差分格式对原问题的2个守恒性质进行模拟,得到差分解的先验估计和存在唯一性;利用离散泛函分析方法分析了差分格式的二阶收敛性与无条件稳定性。数值实验表明,该方法是可行的,且适当调整2个加权系数可以显著提高计算精度。     

Navier - Stokes系统降维模型中线性反馈控制的分析与逼近

讨论了Navier - Stokes系统降维模型的线性反馈控制问题.首先介绍了特征正交分解方法(proper orthogonal decomposition, POD),然后利用该方法建立了Navier - Stokes系统反馈控制问题的降维模型,最后运用Ritz - Galerkin方法估计了线性反馈控制问题的降维模型解与有限元解之间的误差,并给出了计算降维模型解和速度跟踪问题的算法.     

基于B样条曲面的牙齿表面三维建模算法研究

牙齿的几何建模在医学上有着十分重要的应用价值,常见的三维牙齿建模通常是基于图像的离散网格模型,不利于进一步数学处理。该文基于散乱的牙齿表面数据,通过对数据分割和参数化,构造多张B样条曲面整体拟合方程,利用最小二乘方法,求得G1光滑连接的B样条三维牙齿表面模型。该文用实例说明牙齿表面的三维重建过程。     

正则长波方程的拟紧致守恒C-N差分格式

对正则长波方程的初边值问题进行了数值研究,提出了一个两层隐式拟紧致Crank Nicolson差分格式,该格式很好地模拟了问题的守恒性质,证明了差分解的存在唯一性,利用能量方法分析了该格式的二阶收敛性与稳定性并利用数值算例进行了验证.     

正则长波方程的拟紧致守恒C—N差分格式

对正则长波方程的初边值问题进行了数值研究,提出了一个两层隐式拟紧致CrankNicolson差分格式,该格式很好地模拟了问题的守恒性质,证明了差分解的存在唯一性,利用能量方法分析了该格式的二阶收敛性与稳定性并利用数值算例进行了验证。     

基于均匀五次B样条插值求解动力响应的时间积分法

为求解结构动力响应,提出了一种新的逐步积分方法。通过五次的B样条插值在局部时间域上对位移、速度和加速度进行离散,给出了逐步逆推的计算格式。通过双参数控制算法的稳定性和计算精度。该方法具有自起步、无中间计算环节的特点。数值实例表明,本文算法的精度很高,明显优于Newmark法、Wilson法。     

组合旋转壳体的安定上限分析

对一般组合壳体的各个子区的位移场进行双三次Ｂ样条插值，同时对子区交界处的广义向量以单三次Ｂ样条展开，推导出以广义力向量表示的组合壳体的平衡方程，然后从Ｂｅｔｔｉ互换定理和虚功原理出发推导出离散的壳体结构中可能的塑性应变率循环，从而给出了组合壳体安定上限分析的有限元列式，把组合壳体的安定上限分析归结为求解一个数学规划问题，文末给出了算例。     

影像处理刀具测量仪的软件补偿

绝对零点的选择对误差的分析和补偿有重要的作用,通过对DJCLY92B自身特点分析,选择出一个合适的位置作为绝对零点,并以此为基础,按照自订的方法进行系统的标定。标定过程是采用离散点计数的方式进行,而在整个产品软件补偿的工作中不能仅仅通过离散点的补偿而达到测量系统的误差补偿。因此,采用三次样条的方法对标定过程中的离散点进行插值计算,把离散点"联成"连续变量,从而使DJCLY92B测量软件的补偿过程易程序化。实验验证了此方法效果很好,经过"标定—补偿—再标定—再补偿"的步骤后,完全可达到产品既定的精度要求,并总结作为DJCLY92B的标准供后续产品使用。