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求解非线性偏微分方程基本解的同伦方法。 (英语) Zbl 1352.65645号

摘要:本研究将同伦分析方法(HAM)与基本解方法(MFS)和增广多谐样条(APS)相结合,求解非线性偏微分方程(PDE)。高阶增广多谐样条基本解方法(MFS-APS)是一种非常精确的无网格数值方法,如果已知与所考虑算子相关的APS的基本解和解析特解,则可以求解非均匀偏微分方程。在求解过程中,应用HAM将所考虑的非线性偏微分方程转换为线性非均匀偏微分方程组,可由MFS-APS依次求解。为了解决强非线性问题,引入了两个辅助参数以确保HAM的收敛性。因此,基本解的同伦方法可以用于求解强非线性偏微分方程的问题,甚至包括那些控制方程和边界条件不包含任何线性项的问题。因此,它可以大大扩大MFS的应用范围。进行了几个数值实验来验证所提出的方法。

理学硕士:

65N99型 偏微分方程边值问题的数值方法
35C07型 行波解决方案

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全文: 内政部

参考文献:

[1] 聚胺,A.D。;Zaitsev,V.F.,《非线性偏微分方程手册》(2004),Chapman&Hall/CRC·Zbl 1053.35001号
[2] Nayfeh,A.H.,扰动方法(威利经典图书馆)(2000),威利VCH·Zbl 0995.35001号
[3] Liao,S.J.,解决非线性问题的拟同伦分析技术(1992),上海交通大学
[4] Liao,S.J.,《超越扰动:同伦分析方法简介》(2003),Boca Raton,Chapman&Hall/CRC出版社
[5] 廖世杰,半无限平板上二维粘性流动的一致有效解析解,流体力学杂志,385,101-128(1999)·Zbl 0931.76017号
[6] Liao,S.-J。;CAMPO,A.,布拉修斯粘性流动问题中温度分布的解析解,流体力学杂志,453411-425(2002)·Zbl 1007.76014号
[7] Liao,S.-J。;张国富,深水非线性行波的同伦分析,《工程数学杂志》,45,2,105-116(2003)·Zbl 1112.76316号
[8] Tao,L。;宋,H。;Chakrabarti,S.,有限深度水中的非线性行波——分析近似,海岸工程师,54,1825-834(2007)
[9] Liao,S.-J.,关于拉伸薄板上非牛顿流体磁流体力学流动的解析解,流体力学杂志,488189-212(2003)·Zbl 1063.76671号
[10] Liao,S.-J.,由非常一般的非线性微分算子控制的强非线性问题的高阶边界元公式,第2部分:一些二维示例,国际J数值方法流体,24,9,863-873(1997)·Zbl 0886.65111号
[11] Liao,S.-J.,一般非线性微分算子的边界元方法,Eng-Anal Bound Elem,20,2,91-99(1997)
[12] Liao,S.-J.,双曲导热方程非线性传热问题的通用边界元法,计算力学,20,5,397-406(1997)·Zbl 0890.65121号
[13] Liao,S.-J.,关于一般边界元法,Eng-Anal Bound Elem,21,1,39-51(1998)·Zbl 0940.65141号
[14] Liao,S.-J.,一般边界元法及其进一步推广,Int J Numer Methods Fluids,31,3627-655(1999)·Zbl 0954.76060号
[15] Liao,S.-J.,非定常非线性传热问题的通用边界元法,数值传热,B部分:基金:国际J计算方法,35,2,225-242(1999)
[16] Liao,S.-J.,非定常非线性传热问题的直接边界元法,《工程分析边界元》,26,1,55-59(2002)·Zbl 0995.80008号
[17] Liao,S.J。;Chwang,A.T.,非线性问题的通用边界元法,国际数值方法流体,23,5,467-483(1996)·Zbl 0863.76037号
[18] Liao,S.J。;Ji-Mao,Z.H.U.,二维稳态Navier-Stokes方程高阶流函数-危险性公式的简短说明,国际J数值方法流体,22,1,1-9(1996)·Zbl 0873.76052号
[19] Wu,Y.Y。;Liao,S.J。;赵晓云,关于高非线性问题的一般边界元法的一些注记,《公共非线性科学数值模拟》,10,7,725-735(2005)·Zbl 1147.76596号
[20] 格里戈里耶夫,M.M。;Dargush,G.F.,《不可压缩粘性流体流动的多区域边界元法》,《国际数值方法工程杂志》,46,7,1127-1158(1999)·Zbl 0968.76055号
[21] Kansa,E.J.,《多重二次曲面——一种离散数据近似方案及其在计算流体动力学中的应用——I:曲面近似和偏导数估计》,《计算数学应用》,19,8-9,127-145(1990)·Zbl 0692.76003号
[22] Kansa,E.J.,《多重二次曲面——一种离散数据近似格式及其在计算流体动力学中的应用——II:抛物型、双曲型和椭圆型偏微分方程的解》,《计算数学应用》,19,8-9,147-161(1990)·Zbl 0850.76048号
[23] 库普拉泽,V.D。;Aleksidze,M.A.,某些边值问题近似解的函数方程方法,苏联计算数学数学物理,4,4,82-126(1964)·Zbl 0154.17604号
[24] 马顿,R。;Johnston,R.L.,椭圆边值问题的基本解近似解,SIAM J Numer Ana,14,4,638-650(1977)·Zbl 0368.65058号
[25] Bogomolny,A.,椭圆边值问题的基本解方法,SIAM J Numer Ana,22,4,644-669(1985)·兹比尔0579.65121
[26] Johnston,R.L。;Fairweather,G.,势流问题的基本解方法,应用数学建模,8,4,265-270(1984)·Zbl 0546.76021号
[27] 蔡,C.C。;Young,D.L。;Chen,C.W。;Fan,C.M.,《有内孔和无内孔区域特征值问题的基本解方法》,Proc R Soc A-Math Phys Eng Sci,462,2069,1443-1466(2006)·Zbl 1149.35339号
[28] 蔡,C.C。;杨,D.L。;Chiu,C.L。;Fan,C.M.,《使用基本解的线性最小二乘法进行声学模式的数值分析》,J Sound Vib,324,3-5,1086-1110(2009)
[29] Karageorghis,A.,计算亥姆霍兹方程特征值的基本解方法,应用数学-莱特,14,7,837-842(2001)·Zbl 0984.65111号
[30] 费尔威瑟,G。;卡拉乔吉斯,A。;Martin,P.A.,散射和辐射问题的基本解方法,《工程分析约束元素》,27,7,759-769(2003)·Zbl 1060.76649号
[31] 卡拉乔吉斯,A。;Fairweather,G.,双调和方程数值解的基本解方法,计算物理杂志,69,2,434-459(1987)·Zbl 0618.65108号
[32] Golberg,M.A.,《泊松方程基本解的方法》,《工程分析约束元素》,16,3,205-213(1995)
[33] 蔡,C.C。;Young,D.L。;Lo,哥伦比亚特区。;Wong,T.K.,外场三维斯托克斯流的基本解方法,《工程机械学报》,132,3,317-326(2006)
[34] 阿尔维斯,C.J.S。;Silvestre,A.L.,《使用Stokeslets和Stokes方程基本解方法的密度结果》,Eng Anal Bound Elem,28,10,1245-1252(2004)·Zbl 1079.76058号
[35] Young,D.L。;简·S·J。;风扇,C.M。;Murugesan,K。;Tsai,C.C.,《二维和三维Stokes问题的基本解方法》,《计算物理杂志》,211,1,1-8(2006)·Zbl 1160.76332号
[36] 蔡,C.C。;Young,D.L。;风扇,C.M。;Chen,C.W.,非定常Stokes方程含时基本解的MFS,Eng Anal Bound Elem,30,10,897-908(2006)·兹比尔1195.76324
[37] Tsai,C.C.,《横观各向同性固体三维弹性静力问题的基本解方法》,《Eng-Anal Bound Elem》,31,7,586-594(2007)·Zbl 1195.74301号
[38] Tsai,C.C.,任意体力下三维热弹性基本解的双互易方法,工程计算,26,3-4,229-244(2009)·Zbl 1257.74185号
[39] Young,D.L。;蔡,C.C。;Fan,C.M.,使用基本解和对偶互易方法解决非均匀扩散问题的直接方法,中国科学院学报,27,4,597-609(2004)
[40] Young,D.L。;蔡,C.C。;穆鲁格桑,K。;风扇,C.M。;Chen,C.W.,齐次扩散问题的时间依赖基本解,工程分析约束元素,28,12,1463-1473(2004)·Zbl 1098.76622号
[41] 费尔威瑟,G。;Karageorghis,A.,椭圆边值问题的基本解方法,高级计算数学,9,1,69-95(1998)·Zbl 0922.65074号
[42] Golberg,医学硕士。;Chen,C.S.,《势、亥姆霍兹和扩散问题的基本解方法》(Golberg,M.A.,《边界积分方法:数值和数学方面》(1999),计算力学出版物:计算力学出版物,南安普敦),103-176·兹比尔0945.65130
[43] Nardini,D。;Brebbia,C.A.,使用边界元进行自由振动分析的新方法,应用数学建模,7,3,157-162(1983)·Zbl 0545.73078号
[44] Golberg,医学硕士。;Chen,C.S.,径向基函数理论在非齐次偏微分方程边界元法中的应用,Bound Elem Commun,557-61(1994)
[45] Duchon,J.,Sobolev空间中最小化旋转不变半范数的样条,(Schempp,W.;Zeller,K.,多变量函数的构造理论(1977),Springer:Springer-Blinl/Heidelberg),85-100·Zbl 0342.41012号
[46] Hardy,R.L.,地形和其他不规则表面的二次方程,地球物理研究杂志,76,81905-2015(1971)
[47] Golberg,M.A.,BEM-A综述中特殊解的数值评估,Bound Elem Commun,6,3,99-106(1995)
[48] Chen,C.S.,《非线性热爆炸基本解的方法》,Commun Numer Methods Eng,11,8,675-681(1995)·Zbl 0839.65143号
[49] 卡鲁尔,S.R。;Ramachandran,P.A.,对偶互易法中的径向基函数近似,数学计算建模,20,7,59-70(1994)·Zbl 0812.65101号
[50] Golberg,医学硕士。;Chen,C.S。;Karur,S.R.,偏微分方程的改进多二次逼近,Eng-Anal Bound Elem,18,9-17(1996)
[51] Tsai,C.-C.,与多谐和多埃尔姆霍尔茨方程相关的任意高阶样条曲线的自动特殊解,《工程分析约束元素》,35,7,925-934(2011)·Zbl 1259.65197号
[52] 蔡,C.C。;程博士。;Chen,C.S.,《多谐函数和亥姆霍兹算子乘积的样条函数和单项式的特殊解》,《工程分析约束元素》,33,4,514-521(2009)·Zbl 1244.65209号
[53] Tsai,C.C.,多调和方程和多埃尔姆霍尔茨方程的切比雪夫多项式的特殊解,CMES-Comput Modeling Eng Sci,27,3,151-162(2008)·Zbl 1232.65173号
[54] 蔡,C.C。;Lin,Y.C。;Young,D.L。;Aturi,S.N.,《基本解方法的准确性和条件数研究》,CMES-Comput Modeling Eng Sci,16,2,103-114(2006)
[55] Cheng,A.H.D。;Antes,H。;Ortner,N.,亥姆霍兹乘积和多谐算子的基本解,Eng Anal Bound Elem,14,21887-191(1994)
[56] 库春云(Ku,C.Y.)。;Yeih,W.C。;Liu,C.S。;Chi,C.C.,使用新类时函数的虚拟时间积分方法的应用,CMES-Comput Modeling Eng Sci,43,2,173-190(2009)·Zbl 1232.65118号
[57] 蔡,C.C。;Liu,C.S。;Yeih,W.C.,求解泊松型非线性偏微分方程的切比雪夫多项式基本解的虚拟时间积分方法,CMES-Comput Modeling Eng Sci,56,2,131-151(2010)·Zbl 1231.65243号
[58] IEEE浮点运算标准。IEEE标准:754-20082008;第1-58页。;IEEE浮点运算标准。IEEE标准:754-20082008;第1-58页。
[59] Hanrot G、Lefevre V、Pelissier P、Zimmermann P。GNU MPFR库;2005年。;Hanrot G、Lefevre V、Pelissier P、Zimmermann P。GNU MPFR库;2005. ·Zbl 1365.65302号
[60] 福斯,L。;Hanrot,G。;列斐伏尔,V。;佩利西耶,P。;Zimmermann,P.,MPFR:具有正确舍入的多精度二进制浮点库,ACM Trans Math Softw,33,2,13(2007)·Zbl 1365.65302号
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