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求解含有高阶导数偏微分方程的局部间断Petrov-Galerkin方法(英文) 被引量:7
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作者 赵国忠 蔚喜军 +1 位作者 郭虹平 董自明 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期517-532,共16页
构造一类求解三种类型偏微分方程的间断Petrov-Galerkin方法.求解的方程分别含有二阶、三阶和四阶偏导数,包括Burgers型方程、KdV型方程和双调和型方程.首先将高阶微分方程转化成为与之等价的一阶微分方程组,再将求解双曲守恒律的间断Pe... 构造一类求解三种类型偏微分方程的间断Petrov-Galerkin方法.求解的方程分别含有二阶、三阶和四阶偏导数,包括Burgers型方程、KdV型方程和双调和型方程.首先将高阶微分方程转化成为与之等价的一阶微分方程组,再将求解双曲守恒律的间断Petrov-Galerkin方法用于求解微分方程组.该方法具有四阶精度且具有间断Petrov-Galerkin方法的优点.数值实验表明该方法可以达到最优收敛阶而且可以模拟复杂波形相互作用,如孤立子的传播及相互碰撞等. 展开更多
关键词 KDV型方程 双调和方程 局部间断petrov-galerkin方法 孤立子演化
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耦合非线性薛定谔方程组孤立子解的局部间断Petrov-Galerkin方法数值模拟
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作者 赵国忠 蔚喜军 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期1109-1132,共24页
耦合非线性薛定谔方程组在量子物理、非线性光学、晶体物理、波色–爱因斯坦凝聚和水波动力学等很多物理领域有着重要的应用价值。提出了一种局部间断PetrovGalerkin方法。首先,将耦合非线性薛定谔方程组改写为一阶微分方程组。空间离... 耦合非线性薛定谔方程组在量子物理、非线性光学、晶体物理、波色–爱因斯坦凝聚和水波动力学等很多物理领域有着重要的应用价值。提出了一种局部间断PetrovGalerkin方法。首先,将耦合非线性薛定谔方程组改写为一阶微分方程组。空间离散采用间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用三阶总变差不增Runge-Kutta方法。数值实验表明,该算法对线性元和二次元都能达到最优收敛阶。通过数值算例计算了质量、动量和能量守恒量,该算法可以很好地模拟单孤立子传输、双孤立子碰撞和三孤立子碰撞现象。此外,该算法可以在较长的时间间隔内模拟复杂波型的相互作用或传播,还可以模拟孤子传输和孤子产生现象。 展开更多
关键词 局部间断petrov-galerkin方法 耦合非线性薛定谔方程 孤立子碰撞 守恒量
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局部间断Petrov-Galerkin方法在大气污染模型中的应用 被引量:1
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作者 张欣 赵国忠 李宏 《计算物理》 CSCD 北大核心 2021年第2期171-182,共12页
构造数值模拟两类大气污染模型的局部间断Petrov-Galerkin方法。首先通过变量代换将大气污染模型方程转化为与之等价的一阶微分方程组,再利用间断Petrov-Galerkin方法求解微分方程组。该方法既可以选取不同的检验函数和试探函数空间,又... 构造数值模拟两类大气污染模型的局部间断Petrov-Galerkin方法。首先通过变量代换将大气污染模型方程转化为与之等价的一阶微分方程组,再利用间断Petrov-Galerkin方法求解微分方程组。该方法既可以选取不同的检验函数和试探函数空间,又可以保持间断Petrov-Galerkin方法的优势。同局部间断有限元方法相比,该方法的计算公式较为简便,数值算例表明该方法具有三阶精度。与有限体积元方法相比,该方法具有较小的误差。本算法可为大气污染模型的数值模拟提供实用工具。 展开更多
关键词 局部间断petrov-galerkin方法 大气污染模型 TVD Runge-Kutta方法 数值流通量
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非线性Schrödinger方程几类孤立子解:局部间断Petrov-Galerkin方法
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作者 赵国忠 蔚喜军 +3 位作者 董自明 郭虹平 郭鹏云 李姝敏 《计算物理》 CSCD 北大核心 2022年第6期641-650,共10页
构造一类求解非线性薛定谔方程的局部间断Petrov-Galerkin方法。利用构造的方法模拟几种类型的孤立子并讨论与孤立子密切相关的一些现象,包括孤立子的传播与碰撞,动孤立子和驻孤立子的生成,N孤立子的有界态。该方法可以模拟孤立子相关... 构造一类求解非线性薛定谔方程的局部间断Petrov-Galerkin方法。利用构造的方法模拟几种类型的孤立子并讨论与孤立子密切相关的一些现象,包括孤立子的传播与碰撞,动孤立子和驻孤立子的生成,N孤立子的有界态。该方法可以模拟孤立子相关现象中一些复杂结构。数值实验表明该方法具有高阶精度且可以达到最优收敛阶。局部间断Petrov-Galerkin方法的计算效率与局部间断Galerkin方法相当,但计算公式简单。 展开更多
关键词 局部间断petrov-galerkin方法 非线性薛定谔方程 孤立子 N孤立子的有界态
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