基于重心有理插值函数的微分求积法及其应用研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:stone601287990
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
在微分方程的诸多的数值方法中,微分求积法(DQM)具有原理简单、计算精度高、程序实施方便等优点,这使得DQ法在许多领域得到了广泛应用。但是DQ法的应用具有局限性,当节点取的较多时,系数矩阵会出现病态以及数值不稳定等缺陷。为了改善传统DQ法的缺陷,本文提出了一种基于重心有理插值函数的微分求积法。该方法采用高阶重心有理插值函数作为基函数,通过数值算例表明该方法比传统微分求积法计算精度高,收敛性好,同时具有实际的应用价值。下面将本文的主要工作介绍如下:  1、根据DQ法的基本思想,选择重心有理插值函数作为DQ法的插值基函数,形成了求解一维边值问题的重心有理插值微分求积法。该方法具有适用性强,计算精度高,数值稳定性好的优点。以二阶变系数常微分方程两点边值问题为例,运用直接法处理边界条件,验证了该方法的有效性。并将该方法用于求解高阶(四阶)常微分方程,配合δ法处理边界条件,仍然取得了令人满意的效果。  2、将所形成的重心有理插值DQ法推广到二维,在二维函数中,对x方向和y方向分别用重心有理插值DQ法离散并与有限差分法结合,形成了求解二维抛物型问题的重心有理插值DQ法。将该方法应用到求解变系数抛物型初边值问题和Burgers方程组的初边值问题,通过数值实验与现有文献的数值结果比较,验证了该方法的优越性。  3、将本文方法应用到轴向运动梁的稳定性分析中。由D’Alembert原理,建立了轴向运动黏弹性变截面梁的运动微分方程,采用重心有理插值DQ法求解。对于简支黏弹性变截面梁,用该方法得到了特征方程,获得了变截面梁前两阶无量纲复频率与无量纲轴向运动速度的变化关系。分析了梯形截面梁和抛物形截面梁随轴向运动速度变化的失稳形式,并与等截面梁进行了比较,同时分析了变截面梁的高度比和黏弹性系数对梁动力稳定性的影响。
其他文献
一个抽象空间称为一个流形,如果局部上的每一点都有一个邻域与欧式空间同胚,流形整体上的结构非常复杂。然而在流形上,很多复杂的结构都可以用简单空间上相关的好的性质来理
本文研究的对象是Bandit抽样过程,它包括两个基本模型:Bandit报酬过程和Bandit目标过程。Gittins对基于常见分布的Bandit抽样过程进行了研究,如BemouUi Bandit抽样过程和负指数B
具有非标准增长条件的椭圆型方程是偏微分方程中一个非常活跃的研究分支,对于这类问题的研究通常具有广泛的理论与实际意义.p ( x )- Laplace算子和p ( x )- Laplace方程是p
基于属性加密体制的出现使得解密对象不再是单个个体,而变成了具有相同属性的一个群体。这使得基于属性加密体制得NT广泛的应用。目前基于属性加密体制的研究已经取得了很多的
随着互联网应用的展开,诸如电子现金、电子投票等一些具体的网络安全应用,客观上要求保密用户的身份和位置信息,网络安全问题已经成为人们关心的焦点。因此,匿名性在电子商业活动
随着人类生产和生活水平不断提高,科学技术的发展更是日益精密和复杂,控制系统在其中扮演的角色也就越来越重要,且已经被大最地用到了实际生产生活。为了保障这些系统能够有效高
在保险精算数学的范畴内,风险理论是当今理论界和实际部门十分关注的焦点。利率的波动对保险公司的影响尤为突出,保险公司作为经营风险的行业,其本身的风险更是不容忽视。论文从