Winer-Hopf方程的高精度求解方法

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Winer-Hopf方程作为积分方程中的一类特殊方程,有着极其重要的理论和实际意义,近些年来其数值求解方法得到了广泛关注。Winer-Hopf积分方程是定义在半无穷区间上卷积型奇异积分方程,但在很多实际应用问题中,往往因为核函数的性质不够好,精确解不容易得到,所以要考虑此类方程的数值逼近解。本文给出了Winer-Hopf积分方程的一类高精度数值解法。  首先对Winer-Hopf方程求解方法的现状做了总结,简要介绍了常用的三种解法的思想和特点。然后给出了要用到的基础数学知识和数学方法,其中介绍了投影法和迭代投影法的基本思想,并简要介绍了积分方程的数值解法,给出了复化Gauss-Legendre求积公式。  其次就Winer-Hopf齐次方程及非齐次方程,在指标大于零和和指标小于零的情况下分别讨论Winer-Hopf积分方程解的存在情况;并采用截取有限区间的方法,使用分片线性插值collocation法来求解Winer-Hopf方程,并给出数值例子。  最后给出了求解Winer-Hopf方程的一种新方法,此方法不同于普通的截取有限区间的方法来求解 Winer-Hopf方程,而是在整个无穷区间上使用Galerkin投影方法来求解此类方程。其中给出 Galerkin方法和迭代 Galerkin方法的一般理论,和收敛性证明,最后讨论了一类特殊的 Winer-Hopf方程,并给出了Galerkin求解Winer-Hopf方程的数值例子,得到了较高的数值精度。
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