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无网格方法作为一种新的数值计算方法,由于其可以克服有限元法等传统数值分析方法对网格的依赖性,彻底或部分地消除网格,近年来获得了蓬勃的发展,是目前数值计算研究的热点领域之一.
首先,本文基于重构核近似的基本原理和近似函数的构造方法,应用配点法和最小二乘原理,给出了一种重构核最小二乘无网格方法.并对一维和二维非线性偏微分方程,利用重构核最小二乘无网格方法,得到了非线性方程组,通过编写Matlab程序,并用牛顿迭代法求解非线性方程组,该方法简单,易行,收敛率比较高.
其次,根据重构核近似的误差估计,结合最小二乘法,得到了一阶线性微分算子的最小二乘无网格方法的误差估计;特别地,如果算子是椭圆且强制的,根据Nitsche技巧,得到了L2空间的误差估计.如果一阶非线性微分算子是强单调,Lipschitz连续的,也得到了最小二乘无网格方法的误差估计.对于非线性椭圆方程边值问题,在满足一定的条件下,得到了RKPM方法的误差估计.
再次,因为核函数在无网格方法中扮演着重要角色,样条函数以其多项式形式适合做无网格方法的核函数,经研究表明,样条核函数并不是阶数越高越好,这要与所研究问题的导数的阶数有关;通过计算两个不同的核函数对精度,收敛率的影响,可以看到在同一无网格方法,其他因素相同的条件下,一个结果是收敛的,另一个却很不稳定.最后,罚函数对无网格方法精度的影响也不容忽视,研究表明对于线性边值问题,罚函数的影响并不明显;对于非线性边值问题,罚函数的大小变化会对结果产生非常显著的影响,随着罚函数大到一定程度,数值解的精度有着显著的提高.