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自适应Adomian分解用于强非线性和混沌振荡器的数值分析积分。 (英语) Zbl 1120.70303号

摘要:发展了一种新形式的显式数值分析技术,用于求解工程上感兴趣的强非线性振子。该技术的分析部分使用Adomian分解方法(ADM),但与其他分析解不同,它不依赖于解在自变量整个域上的函数形式。相反,它离散化域并递归求解多个IVP。ADM使用一个关于函数的重新排列的泰勒级数展开式,并找到一系列函数,这些函数加起来生成所需的解。本方法对自变量的轴进行离散化,只收集级数解中所选步长的较低幂。构成级数解的每个函数都是解析求出的。然后证明了修正的ADM可以用来获得分段形式的解析解。对于非线性振子,这种分段解仅在选定的时间步长内有效。尝试解决一些问题,如局部误差的阶数和方法的收敛性。重点是将本方法应用于一些众所周知的振荡器。该方法的优点是在每个时间间隔内给出解的函数形式,从而可以在该时间间隔内获得解的更精细的细节。这在纯数值技术(如Runge-Kutta方法)中是不可能的,该方法仅在给定时间间隔的两端提供解,前提是选择足够小的时间间隔进行收敛。结果表明,本方法成功地克服了传统形式ADM的许多局限性。本方法具有数值方法的通用性和优点,可以直接应用于高度非线性问题,还具有分析技术的优雅性和其他优点。

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70-08 粒子力学和系统力学问题的计算方法
70K55美元 力学非线性问题向随机性(混沌行为)的过渡
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参考文献:

[1] Nayfeh,A.H。;Balachandran,B.,《应用非线性动力学》(1995),威利出版社:威利纽约·Zbl 0848.34001号
[2] Bathe,K.J.,《有限元程序》(1996),新泽西州普伦蒂斯·霍尔:普伦蒂斯霍尔恩格尔伍德克利夫斯·Zbl 0511.73065号
[3] Nayfeh,A.H.,《扰动技术导论》(1981),威利·Zbl 0449.34001号
[4] Roy,D.,非线性确定性和随机动力系统的新数值分析原理,Proc。罗伊。Soc.伦敦。A、 457539-566(2001)·Zbl 1007.37038号
[5] 刘国良,奇异摄动理论的新研究方向:人工参数方法与逆摄动,载:第七届现代数学与力学会议,1997年,上海,第47-53页。;刘国良,奇异摄动理论的新研究方向:人工参数方法与逆摄动,载:第七届现代数学与力学会议,1997年,上海,第47-53页。
[6] He,J.H.,非线性问题的同伦技术和摄动技术的耦合方法,J.Compute。申请。数学。,35, 37-43 (2000) ·Zbl 1068.74618号
[7] Elias-Zuniga,A.,《关于椭圆平衡法》,数学。机械。固体,8,3,263-279(2003)·Zbl 1047.70001号
[8] 山古提,M。;Ushiki,S.,常微分方程数值分析中的混沌,Physica D,3618-626(1981)·Zbl 1194.37064号
[9] Lorenz,E.N.,《计算混沌:计算不稳定性的前奏》,《物理学D》,35,299-317(1989)·Zbl 0708.34043号
[10] Roy,D.,《非线性振荡器的相空间线性化:确定性和随机激励》,J.Sound Vib。,231, 307-341 (2000) ·Zbl 1237.70012号
[11] Roy,D.,《确定性和随机非线性动力系统相空间线性化方法的探索》,《国际非线性动力学杂志》。,23, 225-258 (2000) ·兹比尔0997.70021
[12] 艾扬格,R.N。;Roy,D.,《非线性振荡器研究的新方法》,J.Sound Vib。,211, 843-875 (1998) ·Zbl 1235.34114号
[13] 艾扬格,R.N。;Roy,D.,非线性振荡器相空间线性化(PSL)技术的扩展,J.Sound Vib。,211, 877-906 (1998) ·Zbl 1235.34115号
[14] Roy,D.,《非线性动力系统的半分析局部横向线性化方法》,国际期刊Numer。方法。工程,51,203-224(2001)·Zbl 1210.70002号
[15] Adomian,G.,《随机系统》(1983),学术出版社·兹比尔0504.60067
[16] Adomian,G.,非线性方程分解方法和一些最新结果的综述,计算。数学。申请。,21, 5, 101-127 (1991) ·Zbl 0732.35003号
[17] Adomian,G.,《解决物理学前沿问题:分解方法》(1994年),Kluwer学术出版社·Zbl 0802.65122号
[18] Adomian,G。;Adomian,G.E.,《求解复杂系统的全局方法》,《数学》。型号1。,5, 251-263 (1984) ·兹伯利0556.93005
[19] Cherrualut,Y.,《Adomian方法的收敛性》,Kybernetes,18,31-38(1989)·Zbl 0697.65051号
[20] Rach,R.,《关于Adomian方法及其与Picard方法的比较》,J.Math。分析。申请。,10, 139-159 (1984)
[21] Rach,R.,(A_n)多项式的一种方便的计算形式,J.Math。分析。申请。,102, 415-419 (1984) ·Zbl 0552.60061号
[22] Gabet,L.,Adomian方法的理论基础,计算。数学。申请。,27, 12, 41-52 (1994) ·Zbl 0805.65056号
[23] Adomian,G。;Rach,R.,分解级数解中的噪声项,计算。数学。申请。,第24、11、61-64页(1992年)·Zbl 0777.35018号
[24] Y.Cherrualut。;Adomian,G.,《分解方法:收敛性的新证明》,《数学》。计算。型号1。,18, 12, 103-106 (1993) ·Zbl 0805.65057号
[25] Cherrualut,Y.,Adomian方法的收敛性,数学。计算。型号1。,14, 83-86 (1990) ·Zbl 0728.65056号
[26] Rudin,W.,《数学分析原理》(1976),麦格劳-希尔出版社,纽约·Zbl 0148.02903号
[27] Abdelwahid,F.,Adomian多项式的数学模型,应用。数学。计算。,141, 447-453 (2003) ·Zbl 1027.65072号
[28] Olek,S.,多物种Lotka-Volterra方程的精确解,SIAM Rev.,36,3,480-488(1994)·2018年8月29日Zbl
[29] Jiao,Y.C。;山本,C。;Dang,Y。;Hao,Y.,一种用于提高Adomian分解方法准确性的后处理技术,计算。数学。申请。,43, 783-798 (2002) ·Zbl 1005.34006号
[30] Venkatarangan,S.N。;Rajalakshmi,K.,非线性振荡系统Adomian解的修正,计算机。数学。申请。,29, 6, 67-73 (1995) ·Zbl 0818.34006号
[31] \(MATLAB®)http://www.mathworks.com/products/matlab; \(MATLAB®)http://www.mathworks.com/products/matlab
[32] 多曼德,J.R。;Prince,P.J.,嵌入式Runge-Kutta公式家族,J.Compute。申请。数学。,6, 9, 19-26 (1980) ·Zbl 0448.65045号
[33] Cherruault,Y。;Saccomandi,G。;关于Adomian方法应用于积分方程收敛性的新结果,数学。计算。型号1。,16, 2, 85-93 (1992) ·Zbl 0756.65083号
[34] 鲍德温,D。;哥克塔布,美国。;Hereman,W。;洪,L。;马蒂诺,R.S。;Miller,J.C.,非线性偏微分方程双曲函数和椭圆函数精确解的符号计算,J.Symb。计算。,37, 6, 669-705 (2004) ·Zbl 1137.35324号
[35] Panayotounakos博士。;北卡罗来纳州帕纳约图纳库。;瓦卡基斯,A.F.,《简短通信:关于范德波尔振荡器缺乏解析解》,ZAMM-J.Appl。数学。机械/泽奇。Ang.数学。机械。,83, 9, 611-615 (2003) ·Zbl 1038.34008号
[36] Rössler,O.E.,《连续混沌方程》,Phys。莱特。A、 57、397(1976年)·Zbl 1371.37062号
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