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本文对声波反散射问题及热传导方程反问题进行了研究.
对声波阻尼边界条件反问题,采用单、双层位势组合作为Helmholtz方程散射解的逼近,对声波阻尼系数进行了反演,得到了较好的数值结果,并对解的收敛性给出了证明;其次,对声波阻尼区域进行了反演,对解的收敛性给出了证明,数值结果表明该方法精确易行;再次,采用单层位势同时对声波阻尼系数及区域进行了反演,也给出了证明及数值实例,得到了较好的数值结果;最后,用Hankel函数线性组合对声波阻尼系数及区域同时进行了反演,并给出了数值实例.通过数值计算可以看出Hankel函数线性组合方法在数值计算方面比单、双层位势组合方法简单,计算量小,但是后者比前者更精确.
对裂缝阻尼边界条件反问题,采用单、双层位势组合对系数及区域同时进行了反演,用Tikhonov正则化方法将该问题转化为极小化问题,用拟牛倾法求解此问题,从而得到阻尼系数及区域的数值结果,此方法不需在每步迭代过程中求解正问题的解及其偏导数,因此简单易行.
讨论了在某时刻温度分布已知的情况下,求解热传导方程第二类边值问题的初始条件反问题.在给出解的存在性与惟一性证明的基础上,采用Tikhonov正则化方法将其转化为非线性最优化问题,并用梯形公式对积分离散化进行数值求解.数值模拟结果表明该方法既可行且有效.