在再生核空间中求解奇异摄动问题

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奇异摄动微分方程存在于各种应用数学分支中。奇异摄动问题的主要特征是具有多尺度,也就是说,存在很小的边界层,在此边界层,解变化特别快,在边界层以外的区域,解表现得很正常且变化很慢。奇异摄动问题在数值计算上存在困难,经典的数值方法不能够得到好的数值近似。近年来,为了得到精确的数值解,很多学者提出了很多非经典的数值方法。而且,双参数奇异摄动问题在润滑理论,反应堆理论,交流-直流发动机分析中有广泛的应用。高阶奇异常微分方程在流体动力学中也有重要的应用。本文在再生空间中讨论了具有双参数的二阶奇异性摄动边界值问题和四阶奇异摄动问题的求解。其中,对四阶奇异摄动问题,我们首先把它转化成由两个微分方程组成的奇异摄动系统,然后用在再生核空间求解微分系统的方法求解该系统。我们以级数形式解析地给出了它们的精确解表示。同时,通过对此级数进行截断我们得到它们的近似解。我们给出了一些数值算例来验证我们的方法的精度,数值结果表明我们的方法是简单有效的。
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