几类随机偏微分方程的不确定性量化方法

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thskaoyan
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科学技术的飞速发展,科学计算已经成为重要的研究工具.特别是对一些复杂的物理问题,其实验研究方法往往代价不菲且难以重复,数值模拟已经成为科学研究的重要手段.然而,现实世界中许多问题的数学模型中的一些参数存在很大的不确定性.为了更准确地计算带有不确定性的随机微分方程,需要设计高精度的数值方法并保证其收敛性.近年来,不确定性量化方法(UQ方法)越来越受到大家的重视,人们逐渐开始用UQ方法来求解各类随机微分方程.基于Askey正交多项式的随机配置方法(gPC-SC方法)与基于Askey正交多项式谱分解的随机Galerkin方法(gPC-SG方法)是UQ方法中的两种重要方法.前一种方法的主要思想是首先将方程随机空间中的随机变量取为Askey正交多项式的零点,将随机微分方程转化为零点处的多个确定性微分方程,然后求出多个确定性方组的解,再用拉格朗日插值法等获得随机微分方程的数值解.后者的主要思想是首先将随机微分方程的解在随机空间做基于Askey正交多项式的谱分解,然后在其子空间实施Galerkin投影,获得一组关于谱分解系数的方程组,通过求解方程组获得数值解.受此启发,本学位论文主要用上述两类方法计算带随机参数的麦克斯韦方程、非局部椭圆型方程和非线性抛物型方程三类带随机参数的随机微分方程.具体研究内容如下:对于带随机参数的随机麦克斯韦方程,本文的随机配置方法是通过物理时空采用中心差分格式、随机空间采用拉格朗日插值方法获得问题的数值解.而本文的随机Galerkin方法是通过物理时空采用Yee格式、随机空间采用基于Askey正交多项式的谱方法获得问题的数值解.本文首先证明了当初始条件满足&阶正则性条件时,方程的解也同样具有k阶正则性.在此基础上进一步给出了随机配置方法和随机Galerkin方法的收敛性分析,并用Hk情形和无穷光滑情形两类数值算例检验了理论的正确性.本文用随机配置方法研究带随机参数的非线性Burgers方程和Allen-Cahn方程这两类抛物型方程及非局部椭圆型方程时,物理空间采用谱方法,时间上采用Crank-Nicolson差分格式,随机空间采用拉格朗日插值来获得数值解.本文对其解进行了正则性分析,并对数值解进行了误差分析.用随机Galerkin方法研究带随机参数的非局部椭圆型方程时,本文采用双正交多项式技术进行数值求解,即:首先在随机空间做基于Askey正交多项式的谱分解,然后在其子空间实施Galerkin投影,从而将原方程转化为一组关于展开系数的确定性方程组,最后采用谱Galerkin方法对确定性方程组进行数值求解.本文对模型问题的解进行了正则性分析,并对数值解进行了误差分析.本文用Hk情形和无穷光滑情形两类数值算例验证了理论的正确性.
其他文献
目的:评价替格瑞洛和氯吡格雷改善急性冠状动脉综合征(ACS)患者经皮冠状动脉介入术(PCI)术后冠状动脉微血管功能障碍的临床疗效。方法:选择2014年1月至2016年6月,接受PCI手术的ACS
发挥审计优势为转换企业经营机制服务韶关市审计学会转换企业经营机制是搞活大中型企业的中心环节。审计部门是政府的一个职能部门,应该发挥审计的优势,从多层次、多角度,运用多
目的:探究用输尿管镜下钬激光碎石术治疗单侧输尿管结石的效果。方法:随机抽选重庆市合川区人民医院2014年5月至2016年5月接诊的84例单侧输尿管结石患者作为研究对象。对其临床
目的:分析北京市2007至2009年,非瓣膜病心房颤动(NVAF)患者1年内血栓栓塞事件的发病风险及其影响因素。方法:入选北京市出院患者信息系统中,出院日期在2007年1月1日至2009年12月3
美国证券审计考察纪行王铁英为适应我国社会主义市场经济发展的需要,系统地学习、借鉴国外比较成熟的审计制度、技术和方法,促进我国审计制度逐步与国际惯例接轨,1996年元月至2月,我有
<正>2018年12月2日至4日,中国农工民主党第十六届中央委员会第二次全体会议在京召开。农工党中央主席陈竺出席会议并作工作报告,农工党中央常务副主席何维作闭幕讲话。农工党
功能锁定假说认为:会计准则的选择在很大程度上影响到企业、政府及信贷提供方等相关利益集团的决策行为,即会计准则具有经济后果。本文以列举的形式阐述了会计准则的制定与各方
研究背景:急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)是一种常见的心血管事件,由AMI所导致的心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia reperfusion injury,MIRI)性疾病
温泉旅游产品集旅游、休闲、康养于一体,是当前中国多元化休闲产业中重要的组成部分,已成为旅游度假一大热点。郴州汤湖里温泉资源丰富,研究从多方面收集汤湖里温泉旅游相关
目的:探讨急性ST段抬高性心肌梗死(STEMI)患者,入院即刻SBP水平与住院期间发生心脏不良事件的关系。方法:连续入选2012年8月至2014年4月,发病24小时以内入院的(STEMI)患者1 799例,