Adomian分解方法和近似对称方法在偏微分方程求解中的应用

来源 :内蒙古工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:laopengtou
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获得非线性偏微分方程(PDEs)的精确解是非常困难的,而且没有统一的解法.对复杂问题的处理人们一般采用近似解法和数值解法.Adomian分解法是一个非常有效的求解PDEs的方法.该方法具有强大的优越性,其解为级数形式、收敛快、计算方便且容易在计算机上运算.它的核心思想是:把方程拆成n个部分,把解拆成n个项,同时非线性项用一种特殊的多项式An进行替代,然后由低阶解分量逐渐向高阶解分量逐一解出,从而得到方程的近似解析解,也可以得到精确解.该方法无需进行任何变换,很好的保持了原方程的物理性质.本文利用数学软件对近似解与精确解做出数值分析,误差很小,验证了该方法的有效性,其中困难之处在于对非线性项An的处理.  Lie对称方法在数学、物理和工程领域中有着广泛的应用.近似对称方法是经典Lie对称方法的一个新的发展方向,用它可以构造近似解析解、近似守恒律、近似对称分类等.对含参数(常数或函数)扰动PDEs方程进行对称分类是近似对称方法的重要应用之一.用近似Lie算法对一类含参数扰动PDEs确定参数形式及其对应近似对称叫做扰动PDEs的近似对称分类问题.算法的核心是把确定对称分类问题转化为求解确定方程组的问题.  本文主要工作如下:  第一,应用Adomian分解方法(ADM)求解非线性Schr·dinger方程和耦合KdV-Schr·dinger方程组的近似解析解.  第二,应用Adomian分解方法求解非线性Schr·dinger方程的精确解,并且对近似解和精确解应用数学软件做出了数值分析.  第三,对含参数修正扰动KdV方程:此处公式省略进行了近似对称分类,并选取其中一类构造了近似不变解.
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