基于无网格方法几类电报偏微分方程的数值解

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本文主要的工作是,利用无网格算法来求解几类双曲型电报方程的数值解。双曲型电报方程是一种应用广泛的偏微分方程,在电学,弹性力学,流体力学,声学以及微波技术等众多领域有着重要的应用,许多的专家和学者对其进行了探索,同时电报方程在数学科学中又被认为是一种特殊的偏微分方程,除极少数情况外,大多数情况下是没有解析解的,只能通过数值方法求其数值解,因此对于电报方程数值解的研究就具有极其重要的意义。无网格方法是一种完全基于点近似的新兴的数值算法,近些年来,已被广泛地应用到流体力学,材料力学,固体力学,机械工程等方面,受到越来越多的专家学者的关注。无网格方法的最显著特点是不需要网格,与传统方法相比,摆脱了网格的初始化和网格重构对问题的束缚,保证了求解的精度,大大降低了计算的复杂度。无网格方法对于网格的依赖性较弱,从而很好的避免了有限元,边界元等基于网格的数值算法中可能出现的网格畸变和扭曲问题,在一些有限元,边界元等方法难以处理的领域内能够体现出其独特的优势。即便与一些传统方法相比其理论发展尚未成熟,但无网格方法仍是一种很有发展前景的数值模拟分析方法。本文主要利用基于径向基函数插值的无网格配置的数值算法来求解一些电报方程的数值解,其研究的基础是径向基函数及其插值理论。文中主要介绍的无网格数值算法有Kansa’s方法和特解方法,并利用这两种方法求解一些双曲型电报方程,主要有一维,二维,三维的线性电报方程,非线性电报方程,以及非齐次时间变量问题。并且通过数值比较,很好的说明了无网格数值算法对于求解这些电报方程是非常有效的。
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