Sinc配置法求解几类微分方程

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:meiwanmeiliao2
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
在许多重要的自然科学与工程技术问题中,当描述实际对象的某些特性随着时间或者空间演变的过程时,往往可以通过建立微分方程进行研究,如流体运动、光纤传播、种群遗传、人口发展、核反应等。因此,微分方程广泛应用于物理、生物、工程等各种领域,对微分方程的研究一直是数学领域研究的热点之一。获取微分方程的解对该方程所描述的问题具有重要的价值。一般而言,对大部分微分方程,得到其精确解十分困难。而对很多实际问题,需要的往往只是某些离散点上的结果。同时,通过构造高效的数值求解方法,可以快速找到满足实际应用需要的数值解。因此,对微分方程数值解的研究是很有意义的。目前常用的数值求解方法主要有谱方法、有限差分法、配置法、样条插值法、有限元法等。本文应用sinc配置法求解了Burgers方程、耦合Burgers方程、耦合KdV方程、修正Kawahara方程与Burgers-KdV方程。首先,利用θ加权格式离散时间导数,并通过Taylor展开式来处理非线性项,得到方程的半离散格式。随后,应用sinc配置法对空间项进行离散,得到全离散格式。接着利用全离散格式的矩阵形式给出了稳定的条件。最后,通过全离散格式求解得到了原方程的数值解。文章具体内容如下:第一章,首先介绍了Burgers方程、耦合Burgers方程、耦合KdV方程、修正Kawahara方程、Burgers-KdV方程以及sinc配置法的研究背景与现状,并简要概括了本文的主要内容。接着在第二章给出了sinc配置法的相关定义与性质以及Von Neumann稳定性定理。第三章,运用sinc配置法求解了Burgers方程与耦合Burgers方程,并进行了稳定性分析。同时,将得到的数值结果与其他方法的数值结果进行比较,表明了本文方法获得较高精度的数值解。第四章,运用sinc配置法求解了耦合KdV方程,通过稳定性分析与数值实验说明了本文方法的可行性。第五章,利用sinc配置法求解了修正Kawahara方程。在数值实验中,除了和其他方法进行误差比较,还对两个不变量的相对变化值进行了分析,说明了本文方法的精确性。第六章,运用sinc配置法求解了Burgers-KdV方程,通过对某些点处绝对误差值的分析,表明了本文方法得到的数值结果是可靠的。第七章对全文内容进行总结,得出sinc配置法对这几类微分方程的求解是有效的。
其他文献
随着计算机技术的迅速发展,模式的表示与识别已经成为人工智能领域研究的重点和热点。在模式分类中,协作表示(Collaborative Representation,CR)作为一种典型的线性表示方法取得了良好的性能,且广泛应用于人脸识别和图像分类中。由于协作表示简单高效,因此受到广大学者的青睐。协作表示算法使用所有的训练样本协同地表示测试的样本,获得了良好的分类结果以及性能。然而,该方法目前仍存在诸多
带压作业可以有效保护地层压力和生产潜能,减少对作业环境的污染,提高作业效率。本课题在传统带压修井作业装备结构基础上,结合模块化的理念设计了一套高集成度的新型管杆一体化带压作业机,同时为提升带压作业机液压举升系统的同步跟踪精度,重点开展了单路位置跟踪控制算法及双路同步控制策略研究。论文主要的研究内容如下:(1)针对传统带压作业装备普遍存在结构通用性差、占井周期长及施工成本高的问题,在现有油管带压作业
近年来,深度学习技术被广泛应用于计算机视觉的各个领域,并取得了显著成功。在医学肝脏病变CT图像分类任务中,基于深度学习的技术发挥着至关重要的作用。然而,由于有价值、高质量肝脏标记数据的不足以及部分肝脏病变图像存在的类内差异性与类间相似性,致使目前肝脏病变的分类精度尚不理想。为此,本文将深度学习技术应用于医学肝脏CT图像领域,对肝脏数据增强与肝脏病变分类展开了研究,主要研究内容如下:(1)针对肝脏标
现代数控技术是一个国家制造工业现代化的基础,其技术水平的高低对国家工业能力以及经济发展具有至关重要的影响。相比于传统数控系统的直线、圆弧插补,非均匀有理B样条(Non Uniform Rational B-Spline,NURBS)插补技术在现代制造领域中大大提高了零件加工效率和质量。然而,数控伺服控制系统中运动轴的响应滞后、动态参数不匹配以及非线性干扰等,不可避免会导致零件加工时轮廓误差的产生。
永磁同步电机因其结构简单、噪声小、性价比高、转动惯量小等优点,在工业、发电、军事、交通等领域被广泛应用,而滑模变结构控制因其优秀的控制性能,在永磁同步电机控制领域大放异彩。但永磁同步电机是一个复杂的非线性系统,因此,研究新型滑模控制技术至关重要。分数阶滑模控制技术在继承滑模控制技术优点的同时,进一步提高了控制系统的性能,为永磁同步电机滑模控制系统提供了一个新的研究方向。本文结合分数阶滑模算法和广义
双三相永磁同步电机有着功率密度大、转矩脉动小、可靠性高的优点,在伺服控制系统中逐渐被用作关键执行部件,高性能控制策略的研究也成为热点。本文对双三相电机的电磁特性、结构特点和数学模型进行了分析,在此基础上对典型伺服控制系统的频率特性进行了研究。针对典型位置伺服系统电流响应差、反应速度慢、跟踪精度低等问题,提出了相应的改进方法。在电流环添加反电动势补偿,以改善电流响应;在速度控制器的积分环节添加限幅,
航空发动机是飞机的心脏,发动机性能很大程度上取决于涡轮进口温度的高低。在材料耐温能力有限的情况下,以薄壁双层壁叶片为代表的新型叶片冷却结构的提出对发动机性能的提升具有重要意义。为促进薄壁双层壁叶片结构在发动机中的实际应用,本文基于数值模拟研究了不同长径比下基本气膜孔型(圆柱孔、扇形孔及前倾孔)的气膜冷却特性变化,在此基础上对扩张孔结构进行优化;另一方面,基于心形抗涡孔的构建理念设计了圆锥组合孔,分
图像场景分类是图像识别、图片搜索等领域的关键技术,广泛应用在地图导航、自动驾驶等现实问题中,是计算机视觉领域的一个重要研究方向。在当前大数据时代背景下,图像场景分类任务日益复杂,且面临数据分布多变和标注样本不足等挑战。半监督聚类能够在少量有标签数据的指导下有效发现数据的自然分布结构,因此结合半监督聚类来提升复杂场景分类的性能已经成为近年来的研究热点。在查阅大量国内外文献的基础上,本文首先介绍图像场
随着推荐系统的发展,用户越来越关注推荐结果的个性化以及可解释性。得益于点评功能的完善,用户评论文本作为一种既能表达用户情感态度又隐含服务特征的文本数据,越来越受到推荐系统研究者们的重视。当前,众多研究者开始对用户评论进行情感分析,并将分析结果引入服务推荐工作中。融合用户方面情感的服务推荐系统是将用户和服务的所有历史评论和交互记录作为研究样本,挖掘用户对服务方面的偏好,提取服务的方面特征,通过预测获
随着技术的飞速发展,智能产品的普及带给人们许多便利。越来越多的产品界面活跃于大众的视野中,界面所显示的视觉信息不仅丰富人们的视觉感受,提升使用效率,而且为人们提供优质的交互体验。但由于产品功能日趋复杂,许多用户面对智能产品衍生出的诸多功能都束手无策,甚至被排除在外。产品界面作为用户与产品信息交互的媒介,其优劣程度直接影响用户的使用体验。认知能力是用户操作产品界面的核心能力,如何提升产品界面对用户认