几类含时空混合导数的偏微分方程数值方法研究

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本篇硕士毕业论文由五部分构成.第一章为预备知识,简要介绍了文中所讨论的Sobolev方程在数学物理问题中的实际应用,混合有限体积元的研究背景及其应用。第二章主要引入了扩展混合体积元,以及如何通过扩展混合体积元的半离散格式求解Sobolev方程。主要介绍了引入了三个中间变量的巧妙之处,混合有限体积元的发展过程,及利用这种方法求解这类方程的优势。第二章中,我们针对满足齐次边界条件的Sobolev方程:  {ut+f(u)x-μuxxt-δuxx=0(x,t)∈I×(0,T](0.1)u(x,0)=u0(x)x∈I通过引入三个辅助的中间变量w=ut,p=wx,q=ux,使得问题巧妙地转化为了椭圆方程问题,根据得到的扩展混合体积元方法的半离散格式,分析了解的存在及其唯一性,最后通过讨论得到了半离散格式解的最优阶L2误差估计。第三章,我们引入了广义Rosenau-KdV-RLW方程,并对其进行初步的研究。在第四章,第五章中,我们针对广义Rosenau-KdV-RLW方程的初边值问题提出了两种新的守恒差分格式,一种是基于Crank-Nicolson格式的两层非线性隐式差分格式,另一种是三层的线性隐式差分格式。我们首先验证了这两类格式很好的保持了Rosenau-KdV-RLW方程的两个守恒律。接着,用Browder不动点理论证明了它们差分解的存在性,并用能量分析的方法证明了这两类差分格式的稳定性,收敛性以及唯一性。最后,数值试验的结果很好的显示了我们给出的理论分析的正确性。
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