一类奇异Sturm-Liouville问题的有限元法分析及其并行计算

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历史上,外尔(Weyl.Hermann)在1910年首先开始了奇型的Sturm-Liouville问题的研究,作出了他在数学上的第一个重要工作:二阶线性微分方程的奇异边界条件。目前,对奇型Sturm-Liouville问题的研究在不断进展,国内外的一些学者对该问题作过不同程度的讨论。对于解的适定性以及解的渐近性质都有相关的讨论,在柯朗和希尔伯特的《数学物理方程》(Ⅰ)一书中也曾讨论过奇型的Sturm-Liouville问题,文献[20]比较详细的概述了奇型的Sturm-Liouville问题。而对于这个问题的求解,陈传淼研究了奇异两点边值问题的有限元解及其高精度理论,P.B.Bailey在文[27]对于奇型的Sturm-Liouville问题特征值的计算有较为详细的讨论,还用Fortran语言编成了相应的程序软件包(见文[28]),针对不同类型奇异端点进行求解。本文正是在前人的研究基础之上,对奇型的Sturm-Liouville问题进一步讨论。对Sturm-Liouville问题的研究,是一个有现实意义的重要课题。尤其是奇型的Sturm-Liouville问题的求解,研究奇型的Sturm-Liouville问题的数值解是有现实意义的,鉴于此,本文就针对一类奇异Sturm-Liouville问题的有限元法分析及其并行计算作进一步研究。全文的主要工作如下:一、讨论了一类三维特征值问题的求解与奇异Sturm-Liouville问题的关系。二、对一类奇异Sturm-Liouville问题做了有限元法分析,得到了与常型Sturm-Liouville问题类似的结果,并用Matlab作数值例子证明了这些结论。三、用二网格法在网上并行求解奇异Sturm-Liouville问题。
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