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一类非线性热传导方程的数值算法及最优L~2和H~1误差估计
作 者: 陈铁军
导 师: 喻海元
学 校: 湘潭大学
专 业: 计算数学
关键词: 非线性热传导方程 全离散向后Euler-Galerkin方法 全离散Crank-Nicolson方法 误差估计 线性化
分类号: O241.81
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 25次
引 用: 0次
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内容摘要
本文主要研究对象是一类具有初值条件的非线性热传导方程,研究这类有广泛实际背景的非线性热传导方程有着重要的理论和应用价值。在引言中,我们简单介绍了此类问题的背景来源和研究现状以及本文主要研究的问题。在第二章中,首先,我们针对本文所研究的一类非线性热传导问题给出了向后Euler-Galerkin全离散格式。其次,我们应用压缩映射定理和有限元的超收敛性质得到了解的存在性、稳定性、唯一性和有限元解的L~2和H~1模误差估计,最后给出了向后Euler-Galerkin全离散迭代线性格式,将非线性系统的求解转化为线性系统的求解,得到了在L~2和H~1模意义下的与原来的格式具有同样的收敛精度。在第三章,我们同样针对此类非线性热传导方程,采用Crank-Nicolson全离散有限元方法,首先给出了方程的Crank-Nicolson全离散变分格式。其次,我们应用压缩映射定理和有限元的超收敛性质得到了解的存在性、稳定性、唯一性和有限元解的L~2和H~1模误差估计,最后给出了Crank-Nicolson全离散格式的外推算法,将非线性系统的求解转化为线性系统的求解,得到了在L~2和H~1模意义下的与原来的格式具有同样的收敛精度。
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全文目录
摘要 6-7 Abstract 7-8 第一章 绪论 8-20 §1.1 引言 8-11 §1.2 预备知识 11-20 第二章 非线性热传导方程的向后Euler-Galerkin全离散有限元方法 20-27 §2.1 向后Euler-Galerkin全离散有限元变分格式 20-21 §2.2 离散问题的适定性和收敛性分析 21-24 §2.3 向后Euler-Galerkin全离散迭代线性格式及其收敛性分析 24-27 第三章 非线性热传导方程的Grank-Nicolson全离散有限元方法 27-35 §3.1 Grank-Nicolson全离散有限元变分格式 27 §3.2 离散问题的适定性和收敛性分析 27-31 §3.3 Crank-Nicolson全离散有限元格式的外推及其收敛性分析 31-35 总结与展望 35-36 参考文献 36-40 致谢 40-41 附录 41
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中图分类: > 数理科学和化学 > 数学 > 计算数学 > 数值分析 > 微分方程、积分方程的数值解法 > 常微分方程的数值解法
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