求解扩散反应爆破问题的高阶紧致差分格式及网格自适应算法

来源 :宁夏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:SanMaker
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
非线性扩散反应爆破问题在化学、生物、物理和工程领域都有极其重要的应用.近年来,非线性方程解的爆破现象除了引起许多偏微分方程工作者的兴趣外,还引起了量子力学、流体力学、非线性光学等领域的工作者广泛关注.本文主要针对非线性扩散反应方程的爆破问题的有限差分方法及网格自适应算法进行研究,首先时间方向采用Crank-Nicolson格式,空间方向采用截断误差余项修正法在非均匀网格上建立了一维非线性扩散反应方程的高精度紧致差分格式.推导出了空间具有四阶精度,时间具有二阶精度的高精度格式.并采用Fourier法分析了该格式的稳定性.在求解爆破问题过程中,由于爆破解在有限时间内会突然变得无界,所以我们分别建立了时间和空间网格自适应算法,可以在空间爆破点附近对网格进行加密,而在时间爆破点附近采用小的时间步长.然后将此方法推广到二维问题中,建立了二维非线性扩散反应方程的高精度紧致ADI差分格式及网格自适应算法.最后通过具有精确解的问题,对本文格式进行了验证,在此基础上对一些没有精确解的爆破问题进行直接数值模拟,揭示数值解的渐近行为和解的爆破现象,得到爆破现象发生的初始条件、临界尺寸、临界时间、爆破发生的空间位置等.可以得出本文计算结果与文献结果相吻合,进而说明我们的数值模拟结果是精确有效的.本文所有格式及算例均可在偏微分方程数值求解软件上实现.
其他文献
冠状动脉粥样硬化性心脏病是指由于冠脉血管发生狭窄或阻塞导致心肌缺血或缺氧等问题而导致的心脏病,简称冠心病。目前冠心病已成为危害人类健康的重大疾病,因此准确、快速地
研究目的:女子体操运动员IGFBP-3基因多态性与骨生长代谢的关联研究。研究对象:62名女子体操运动员研究方法:采用双能X线检测骨矿含量与骨密度,化学发光酶免疫分析竞争法检测
层状铋系Arrivillius结构氧化物是一类由(Bi2O2)2+和类钙钛矿结构的[An-1BnO3n+1]2-(n:类钙钛矿层数)单元沿c方向周期性排布的单相材料。已广泛研究的磁电材料BiFeO3和铁电材
裂缝介质中的气流和水流运动是地质资源和能源开发面临的重要自然过程。在微观结构上,裂隙的粗糙结构会对流体流动产生影响,但裂隙复杂形态如何影响地下水的流动,同一形态的裂隙对不同流体流动的影响是否一致,学术界普遍认同的Darcy定律又是否适用于这种裂隙流流动,对于这一流体力学界十分关注的问题,仅通过实验观测的角度来分析是比较困难的。为了克服这种困难,本文采用格子Boltzmann数值模拟方法,选用齿状裂
目的:探讨尿肝素结合蛋白(U-HBP)、尿白细胞计数(U-WBC)、尿细菌(U-BAC)计数、尿亚硝酸盐含量(NIT)和血清降钙素原(PCT)在诊断尿路感染(UTI)、无症状菌尿(ASB)中的价值,为尿
目的医源性胆管损伤(Iatrogenic Bile Duct Injury,IBDI)是一种严重的胆道手术并发症,部分IBDI需行胆管空肠吻合术(Hepaticojejunostomy,HJ)修复。本研究的目的在于分析HJ治
锂离子电池是一种重要的储能器件,具有能量密度高和循环寿命长的优点,已经被广泛应用在便携式电子产品中。随着电动汽车和智能电网的飞速发展,对于具有更好性能的锂离子电池的需求正变得越来越迫切。负极材料是锂离子电池的核心部件之一,直接影响着整个电池的性能。作为锂离子电池负极材料中的一个分支,铁氧化合物因其具有高的理论容量、价格低廉、资源丰富和绿色环保等优点,已经成为近年来的研究热点。然而铁氧化合物负极材料
目标跟踪是计算机视觉研究领域的重点研究课题,其应用非常广泛且活跃,如导弹制导、视频监控、医疗诊断、无人机系统、以及机器人导航等诸多方面。目标跟踪以图像处理技术为基
多属性模糊决策是指对大量具有模糊性和不精确性的数据进行处理,同时,从该数据中提取有效信息并进一步作出客观合理的决策。随着信息量的增加以及数据类型的日益丰富,多属性模糊决策模型在处理实际问题方面表现出更强的实用性。为了快速高效的处理具有模糊性和不精确性数据、提高决策的效率、保证决策的合理性,国内外学者针对不同的问题从不同角度对多属性模糊决策中的问题进行探究并取得了显著成效。但是,由于多属性模糊决策问
由于金属-有机框架材料(MOFs)温和的合成条件以及模块化构成的特性,MOFs材料的孔道结构、孔道环境、功能位点等诸多性质均可以通过选择合适的构建模块来系统的调整。这些独特的优势使MOFs材料成为高度通用且可调节的功能性平台。本文中通过双配体合成策略,成功合成了具有同结构但是金属离子不同的六个MOFs材料(化合物1-6),以及微调含氮辅助配体合成了不同结构的化合物7-9,对这些MOFs材料进行了结