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文檔簡(jiǎn)介
1、譜方法是求解微分方程的一種重要數(shù)值方法,已被廣泛應(yīng)用于科學(xué)和工程問題的數(shù)值模擬中,其主要優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算的高精度。另一方面,Volterra型積分方程、時(shí)滯積分方程以及泛函積分微分方程等都具有記憶性質(zhì),在物理、生物、激光以及人口增長(zhǎng)等模型中得到廣泛應(yīng)用,相關(guān)的數(shù)值研究正日益受到重視,并已成為該領(lǐng)域的一個(gè)新熱點(diǎn)。
現(xiàn)有的針對(duì)Volterra型積分、微分和時(shí)滯方程譜方法的研究主要基于單步格式,并不適合長(zhǎng)時(shí)間的計(jì)算。此外,所研究的問題主要
2、是線性的,而實(shí)際問題大多是非線性的。因此有必要研究非線性Volterra型方程的多步譜方法。
本文主要研究非線性Volterra積分方程、非線性消失時(shí)滯Volterra積分方程以及非線性消失時(shí)滯Volterra泛函積分微分方程的多步Legendre-Gauss譜配置方法。我們建立了相關(guān)問題的多步譜配置格式,并分析了格式的hp-型誤差。數(shù)值結(jié)果表明,所提方法具有高精度,長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算穩(wěn)定,且對(duì)于高振蕩問題、局部大梯度問題以及非光滑解
3、問題等十分有效。
本文由以下四個(gè)部分組成:
在第一章,我們簡(jiǎn)單地回顧了Volterra積分方程、時(shí)滯Volterra積分方程以及時(shí)滯Volterra泛函積分微分方程數(shù)值方法的研究進(jìn)展。
在第二章,我們提出了非線性Volterra積分方程的多步Legendre-Gauss譜配置方法。我們也分析了多步譜配置方法的hp-型誤差。數(shù)值結(jié)果表明了所提方法具有高精度,且長(zhǎng)時(shí)間計(jì)算快速穩(wěn)定。
在第三章,我們提出
4、了非線性消失時(shí)滯Volterra積分方程的多步Legendre-Gauss譜配置方法。我們也進(jìn)行了收斂性分析,得到了多步方法的hp-型誤差估計(jì)。數(shù)值結(jié)果展示了該方法的高效性。
在第四章,我們提出了非線性消失時(shí)滯Volterra泛函積分微分方程的多步Legendre-Gauss譜配置方法。我們同樣對(duì)多步方法進(jìn)行了收斂性分析,并得到了相應(yīng)的hp-型誤差估計(jì)。數(shù)值例子驗(yàn)證了該算法是行之有效的。
需要指出的,所提算法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
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