关于一类非主型方程Goursat问题的求解

近年来,非主型方程的离散现象引起了人们的重视。国内外一些数学工作者详细研究了方程 U_(xx)-x~2u_(tt) bu_t=0 (1)的Cauchy问题、Goursat问题及混合问题。他们指出,当b=1,3,5,…时,上述问题的解的存在性和唯一性都遭到了破坏,即发生所谓离散现象;但除了     

用含高色散性Boussinesq方程模拟潜堤上的波浪变形

基于一种高阶Boussiensq方程(刘忠波等,2004),采用预报-校正格式的有限差分法对该方程进行了数值离散,建立了数值模型。针对动量方程中三阶项的差分形式,采用了迎风格式和五点格式。通过数值模拟常水深下不同周期波浪传播变形,指出迎风格式在计算小周期波浪时存在的问题。为进一步验证数值模型的适用性,模拟了淹没潜堤上的传播变形。从数值结果与实验值的对比结果上看,该数值模型能较好地模拟波浪变形,可用于模拟实际中的波浪场问题。     

港池中波浪折射、绕射的数值模拟方法

从流体运动方程和动量方程出发,引入海底摩擦力和港池不完全反射作用,推导出了Berkhoff折射、绕射方程。在深海部分解析方法用精确解(含待定系数)、在复杂地形用数值离散方法求解,中间过度段用的光滑匹配将离散数值(有限元)和解析解(精确解)一同求解。通过极值问题建立泛函,利用泛函的驻定性将海岸(港湾)问题进行数值离散,建立了可行的数值模拟模型。     

关于一类非主型方程Goursat问题的求解

近年来，非主型方程的离散现象引起了人们的重视。国内外一些数学工作者详细研究了方程     

综合考虑多种变形因素的近岸规则波传播数学模型Ⅰ. 基本方程的导出

推广了Kirby的有环境水流影响的缓坡方程,得到了综合考虑环境水流(水流因子)、非线性弥散影响(非线性因子)、底摩擦波能损失(底摩擦因子)、非缓坡地形影响(地形因子)、折射、绕射、波浪破碎多种变形因素的波浪传播控制方程,并给出了非线性因子、地形因子、底摩擦因子、水流因子的确定方法。基于导出的方程做进一步推导,得到了波高和波向为变量的综合考虑多种变形因素的波浪传播基本方程,该方程有许多优点:1)其绕开了求解波势函数的困难,将椭圆型方程的边值问题化为初值问题;2)直接求解波高和波向;3)可采用有限差分法离散求解,对空间步长没有限制,适合大面积海区波场计算;4)综合考虑了多种波浪变形因素,方程更为合理,5)容易处理波浪破碎问题。     

过滤简正波的若干理论问题

本文对过滤简正波研究中的某些实际问题进行了理论分析,并以浅海均匀层为例,具体分析了下列问题:(1)仅在水层实施正交运算的“海底余项”;(2)有限离散采样正交运算所产生的“旁办”;(3)离散限幅重台过滤问题;(4)阵倾斜的影响及补偿问题。文中所得结果对于过滤简正波在技术上的实际应用具有指导意义。     

拖缆动力学离散化计算的后处理方法研究

拖缆的计算一般都是将拖缆离散化,建立非线性的动力学平衡方程组,通过龙格库塔法、Newton-Raphson迭代法等方法对非线性方程组进行求解.本方法是先将拖缆离散成若干段,列出离散段节点处的水动力学方程,并进一步建立节点处关于角加速度的线性平衡方程组,通过对角加速度的求解计算来解决拖揽的动力学问题.在计算过程中,将拖揽节点处关于角度的非线性问题转化为角加速度的线性问题,简化了求解非线性方程组的计算过程,避免了非线性方程组迭代求解中的初始点问题.     

关于Boussinesq型水波方程理论和应用研究的综述

Boussinesq型方程是研究水波传播与演化问题的重要工具之一,本文就1967-2018年常用的Boussinesq型水波方程从理论推导和数值应用两个方面进行了回顾,以期推动该类方程在海岸(海洋)工程波浪水动力方向的深入研究和应用。此类方程推导主要从欧拉方程或Laplace方程出发。在一定的非线性和缓坡假设等条件下,国内外学者建立了多个Boussinesq型水波方程,并以Stokes波的相关理论为依据,考察了这些方程在相速度、群速度、线性变浅梯度、二阶非线性、三阶非线性、波幅离散、速度沿水深分布以及和(差)频等多方面性能的精度。将Boussinesq型水波方程分为水平二维和三维两大类,并对主要Boussinesq型水波方程的特性进行了评述。进而又对适合渗透地形和存在流体分层情况下的Boussinesq型水波方程进行了简述与评论。最后对这些方程的应用进行了总结与分析。     

三维抛物方程Douglas交替方向隐格式的稳定性和收敛性

作者研究三维变系数抛物方程 Douglas交替方向隐格式的稳定性和收敛性。采用 H1能量估计方法 ,证明格式按离散 H1范数是绝对稳定的 ,并且收敛阶为 O(Δ t2 + h2 )     

非结构化网格下椭圆型缓坡方程的数值求解

椭圆型缓坡方程是一种用线性波浪理论研究近岸波浪传播变形的有效波浪数学模型。非结构化网格下的有限容积法不仅对复杂边界的适应性好,还能保证迭代求解过程的守恒性。建立了非结构化网格下的椭圆型缓坡方程数值模型。在模型中采用非结构化网格下的有限容积法对椭圆型缓坡方程进行了数值离散,结合GPBiCG(m,n)算法求解离散方程。数值计算结果表明,该数值模型可有效地用于模拟近岸缓坡区域复杂边界下波浪的传播。     

行经非平坦底面浅水孤立波演化的数值模拟

本文研究浅水孤立波行经非平坦底面的演化问题.将变底问题的Boussinesq方程进行改写后,直接应用三次样条理论离散,建立了一种简单且稳定的差分格式,对感兴趣的问题进行了多种数值模拟,对孤立波爬越过斜台阶后的分裂现象的数值结果与文献〔1—3〕的结果十分吻合,说明本文方法的可靠性.除此之外,本文对孤立波越过楔形以及孤立波形凸突底面的情况进行了多种参数的计算,显示出主波后逐渐衰弱的二次波列现象.     

对数改进的非经典热传导方程初边值问题局部可解性

本文研究对数改进的非经典热传导方程Dirichlet初边值问题局部可解性。结合Galerkin逼近法与压缩映像原理,建立问题(1)~(3)局部解的存在性与唯一性结论。     

基于观测器的不确定离散变时滞系统的稳定性

本文讨论了基于观测器的不确定离散变时滞系统的滑模控制问题。首先,为了估计所要研究的不确定离散系统的状态,构造了状态观测器,并设计了理想的滑模控制律,以保证切换面有限时间的可达性,实现滑动模运动。其次,基于Lyapunov-Krasovskii泛函法以及线性矩阵不等式(LMI)等方法,给出误差离散系统和滑模动力离散方程的渐近稳定性判据。最后,给出了一个数值算例说明了本文结果的有效性和可行性。     

表层Ekman剪切流场中的瞬时点源扩散

海洋和大气中的扩散现象,由于乱流(湍流)的存在,致使分子扩散方程不能很好地进行描述。本世纪初人们开始对湍流扩散进行了较多的研究,Taylor(1922)提出了用Lagrange相关函数研究湍流扩散的方法;Prandtl(1925)提出了混合长度概念;Richardson(1926)提出了相邻扩散概念和相邻扩散方程。到五十年代,Taylor(1953),Corrsin(1953)     

差分方程的振动性(英文)

作者研究差分方程Δnx (t) + p (t)Δn-1x(t) + H (t,x(g(t) ) ) =0 ,其中　 P∶ D→ R,H∶ D×R→ R,0≤ p (t)≤ 1,g∶ D→ D,limt→∞t∈ Dg(t) =∞ ,D={ t0 ,t0 + 1,t0 + 2 ,… } .得到保证这个方程的一切解都振动的若干充分条件     

一类二阶非线性微分方程解的振动性

本文研究一类二阶非线性微分方程 X+q(t)φ(X,X)+p(t)g(X)h(X)=0的解的振动性。文[1]研究了方程 X+q(t)φ(X,X)+p(t)g (X)X~α=0的解的振动性,而文[2]研究了方程 X+p(t)g(X)h(X)=0的解的振动性。本文所得的结果包含了文[1]的全部结果及文[2]的部份结果。     

一类时滞微分方程的渐近性(英文)

本文讨论如下时滞型微分方程解的渐近性: u~(n)+f(t,u(t_0(t)),u′τ_1(t)),…,u~(n-1)(τ_(n-1)(t)))=0, (E)其中τ_i(t)≤t,lim τi(t)=∞,i=0,1,…,n-1,且 |f(t,u_0,u_1,…,u_(n-1))|≤sum from i=0 to n-1 φ_i(t)g_i(|u|/τ_i~(n-i-1)(t))或 |f(t,u_0,u_1,…,u_(n-1))|≥sum from i=0 to n=1 ψ_i(t)h_i(|u|/τ_i~(n-i-1)(t)) 我们关心如下两个问题: (P_1)方程(E)的所有解满足u~(n-i)(t)/t~(i-1)→α_i当t→∞,且(E)有解使得α_i≠0,i=1,2,…,n-1; (P_2)对任意的多项式sum from i=1 to n-1 (k_i/i_!)t~i,方程(E)存在一个解u(t)使得u~(m)(t)-sum from i=m to n-1 (k_i/(i-m)_!)t~(i-m)→0当t→∞,m=0,1,…,m。我们得到了一些使(P_1)及(P_2)成立的充要条件和必要条件。     

带有极大值项的一阶中立型差分方程解的振动性和非振动性

本文讨论了带有极大值项的一阶中立型差分方程Δ (xn - pnxn-k) +qn maxs∈ [n-l,n] xs=0解的振动性 ,得到了该方程所有解振动的 1个新的充分性条件。特别当 pn =1 ,得到了该方程有非振动解的充分必要条件。     

随机波浪下泰勒离散系数的时域解

利用Wolk提出的粒子追踪方程,通过等分频率法划分不规则波谱,利用MATLAB做粒子运动模拟计算,得到无因次化泰勒离散系数K/D随时间t变化的曲线;通过与Huang等得到的P-M谱的泰勒离散系数K/D计算结果比较证明了本计算方法的可靠性。采用该方法研究了不规则波条件下,波序列(同一谱型不同波面序列)和谱型(谱峰周期、有效波高、谱峰升高因子)对波浪离散系数的影响;计算结果表明:同一谱型不同波序列对泰勒纵向离散系数稳定值和稳定时间无影响;不规则波谱峰周期越大,纵向离散系数K/D越小,稳定时间越短;有效波高越大,纵向离散系数K/D越大,稳定时间越长;谱峰升高因子越大,泰勒离散系数K/D越大,稳定时间越长;与规则波相比,不规则波的泰勒离散系数K/D的值略小10%~30%。     

一种变截面河口中的潮汐响应

河口中的潮汐现象吸引着许多研究者的注意。Taylor(1921)曾经应用了无摩擦线性一维流体动力学基本方程来研究楔形的Bristol Channel中的潮汐运动,得到了驻波形式的解。Bennett(1975)发展了Taylor的方法,他强调了河口潮汐的前进波性质,从而得到了相应的解,但仍然没有考虑摩擦的影响。Dronkers在他的著作《Tidacomputations In rivers and coastal waters》中概述了较早期研究者对不同河口形状中的谐和波动的研究(P.247—248)。Robinson(1980)在线性一维运动方程中引