椭圆方程广义差分法的误差估计

文章给出了三角网格上二阶椭圆问题广义差分方法的一种新的误差估计方法。     

二阶双曲方程有限元解的最优误差分析

讨论了一类二阶双曲方程在非协调有限元下有限元解与真解的误差估计。利用该非协调有限元的性质及超逼近方法,得到了与协调元相同的最优误差估计。     

基于三次B样条有限元法的BBMB方程数值解

对空间和时间坐标分别采用三次B样条有限法和Crank-Nicolson差分法求得非线性BBMB方程的数值解,应用Von-Neumann稳定性理论证明了此方法的无条件稳定性,并且通过两个例子验证了该方法的有效性与可行性.     

有限差分法解薛定谔方程及其应用

用有限差分法解薛定谔方程将连续的量子力学本征值问题转化为离散的本征值问题,在Matlab编程环境下易于实现。文章以一维无限深势阱问题检验有限差分法解薛定谔方程,以有势垒的一维无限深势阱问题探究势垒的围栏效应。模拟研究清洁铜表面48个铁原子构成的圆形量子围栏电子态密度,观察到量子围栏对电子态的吸收效应。     

一类Poisson方程的有限元解的超逼近

利用积分恒等式技巧证明了一类Poisson方程的超逼近性质,比通常的数量级高1到2个数量级,并且此方法可以推广到其他类型的方程中去。     

用差分法解磁场方程求真空中场空间磁场分布

为进行电子束电子光学计算机辅助设计计算,通过对稳定磁场方程分析,给出了磁场方程的一般形式,推导了圆柱坐标系下的磁场方程表达式,建立了数值计算差分格式,确定了对具体屏铁尺寸进行网络剖分的方法,提出了用差分法解磁场方程求真空中场空间磁场分布的计算机数值解法。为实现电子枪高精度辅助设计提供技术准备。     

抛物方程的变网格广义差分法

本文提出抛物方程变网格广义差分法,作出了该方法的误差估计,同时改进了文[1]和文[2]的一些结论。     

解对流扩散方程的修正特征差分法

给出了解非线性对流扩散方程的线性修正的特征差分格式及交替方向格式。该方法的优点是 :把非线性问题离散为每一时间层上只有右端项不同的线性代数方程组 ,计算简单且格式绝对稳定 ;交替方向格式可以把多维问题转化在若干一维问题求解 ,容易实现并行计算 ,给出差分解的最优阶离散 L2 -模误差和稳定性估计     

扩散方程Crank-Nicolson格式的稳定性

本文研究了带有初边值条件的扩散方程的Crank-Nicolson格式稳定性.主要采用了Fourier方法和矩阵方法.两种方法的理论分析均表明Crank-Nicolson格式是无条件稳定.最后数值实验结果验证了理论分析的正确性.     

基于R-L定义的分数微分对流-弥散方程有限元解

分数微分对流-弥散方程(Fractional Advection-Dispersion Equation,FADE)是一种用于模拟多孔介质中溶质非费克迁移的新模型,然而由于分数微分定义的复杂性,仅能够获得特定的定解条件下FADE模型解析解.推导出了基于Riemman-Liouville(R-L)定义的FADE模型有限元解,当分数阶微分算子α=2时,该解与传统对流-弥散方程的有限元解相同.与Meerschart和Tadjeran(2004)的有限差分解及FADE模型的解析解的模拟结果相比,本文的有限元解在很大程度上能降低数值弥散现象,但当空间离散节点数目较大时(N>100),都会产生质量不守恒的现象.通过模拟结果和相关文献的分析比较得出,FADE模型的这种质量不守恒问题是由于R-L定义本身所引起的,解决该问题需要对FADE模型的数值解做进一步的研究.     

基于有限差分的二维Helmholtz方程外问题快速求解方法

针对二维Helmholtz方程外问题,基于有限差分法进行离散,提出一种有效的快速求解方法。通过傅里叶变换和LU分解方法,将离散方程简化为维数较小的界面方程,对界面方程给出了一种有效的预处理共轭梯度法。     

基于二次B样条有限元法的Kuramoto-Sivashinsky方程的数值解

利用二次B样条有限元方法求解Kuramoto—Sivashinsky方程的数值解．首先利用二次B样条有限元法将Kuramoto—Sivashinsky方程转化为时间的非线性常微分方程,然后利用四阶龙格一库塔方法得到了该常微分方程的近似解．通过例题计算表明,该方法精确度较高具有很强的适应性．     

基于POD方法的BBM-Burgers方程向后欧拉有限元降维格式

利用特征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法讨论了BBM-Burgers方程的降维模型.首先,简要介绍了POD方法,并利用此方法把通常的向后欧拉有限元格式简化为一个自由度极少的向后欧拉有限元格式.最后,给出了降维的向后欧拉有限元解的误差估计.     

光滑节点域有限元法

本研究采用与有限元法(finite element method, FEM)相对照的方式,论述了光滑节点域有限元法(node-based smoothed finite element method, NS FEM)节点域的形成方式,光滑应变矩阵的求解步骤以及光滑有限元形函数的计算方法。利用matlab对典型算例进行编程分析,结果表明NS FEM计算刚度矩阵偏软,位移和应变能为解的上限,应力、应变和应变能具有良好的计算精度且不会产生体积锁定现象等。     

基于梁格法及板壳有限元法的立交桥空间分析

研究了城市立交桥多股匝道交汇处的异形梁结构的空间受力特性．以某立交桥异型梁为工程背景,采用梁格法模型及板壳有限元法模型对该异型结构进行了对比计算分析,分析研究表明：相对于实体板壳有限元法,梁格法作为一种介于平面和实体有限元方法之间的结构计算方法,其计算简便、高效、实用,可以用于工程设计．     

玻色-爱因斯坦凝聚基态解的有限元数值计算

求三维玻色-爱因斯坦凝聚（BECs）问题基态解的计算量很大,可将具有径向对称性的三维BECs问题降维为一维雪茄型问题,采用有限元虚时方法进行离散求解并对非线性项进行线性化处理。数值算例显示算法具有最优的二阶精度,计算量很小。     

基于有限元方法主轴箱振动的网格敏感性分析

为研究主轴箱的振动特性,采用基于有限元方法的COSMOS软件对绕线机的主轴箱进行模态分析,模拟了主轴箱前10阶固有频率和对应的振动模态。分析了网格精度对振动模态分析结果的影响,最粗网格的体积约为最细网格的43倍。网格精度对前5阶共振频率的影响较小,对后5阶共振频率的影响较为明显,最大误差达5．7％;在对精度要求不高的情况下,采用系统默认的网格精度可满足模态分析要求,基准误差中的最大误差不超过2．6％。     

求解一维对流扩散方程的高精度紧致差分格式

对空间变量四阶紧致格式进行离散,时间变量保持不变,把一维对流扩散方程转化为常微分方程组的初值问题,再利用梯形方法构造对流扩散方程的时间二阶空间四阶精度的一种差分格式,并稳定性进行分析,数值结果与Crank-Nicholson 格式进行比较,数值结果表明,该方法可以很好地解决对流扩散方程的数值计算。