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科学及工程中的许多问题,如物理、反应堆计算、石油勘测与开发等都可以通过建立模型转化为求解无界区域上的偏微分方程问题。对于有界区域问题有多种求解方法,已比较成熟,但是对于无界区域问题这些方法并不适用。经过长期的探索,我国学者最早提出了基于自然边界归化的区域分解算法,这是一种新型的区域分解算法,对于求解无界区域问题十分有效,具有明显的优势。 本文首先对区域分解算法进行了概述,然后介绍了自然边界元方法及其数学理论,在此基础上讨论了基于自然边界归化的无界区域分解算法,包括 Schwarz交替法和D-N交替法。无界区域上的非重叠区域分解算法是在无界区域上通过引入人工边界,将其分解成一个有界区域和一个典型的无界区域,并在有界区域上结合人工边界条件运用有限元方法进行求解,而在外部的无界区域上,则是利用自然边界归化理论进行求解。本文介绍了一类无界区域上的Schwarz交替法及其D-N交替法,并且推广到高维情况,作者以三维Helmholtz方程为例,具体讨论了该方程外问题基于自然边界归化的一类无界非重叠区域分解算法,给出了连续和离散情形的D-N算法,讨论了其收敛性,并且证明了其收敛速度与网格参数h无关。