偏微分方程特征值问题的数值方法与理论

批准号:
91630201
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
160.0 万元
负责人:
张然
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
钱虎军、汪艳秋、阴小波
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中文摘要
量子化学计算的研究与发展同国防科技、材料科学、医药科学、环境科学和生物科学等均密切相关. 该领域面临的基本问题之一是如何有效地求解大规模偏微分方程特征值问题. 这类问题的难点在于计算量随体系大小呈指数增长,特征函数空间具有高频振荡等. 本项目将针对量子化学、材料科学等领域中的偏微分方程特征值问题,做以下研究工作:利用弱有限元方法,结合迭代法、多重网格方法、自适应网格方法等,发展快速稳定的求解特征值问题的数值计算方法,研究相关的数学理论,构造适应高性能计算机的可扩展并行算法,实现逾万处理器核上的高效数值模拟,以更好地刻画相关领域的微观结构及特性. 这些理论与数值计算方法的研究将有助于人们对量子化学与材料科学领域中相关现象的认识,有着重要的实用价值和现实意义.
英文摘要
The research and development of quantum chemical calculation is closely related with national defense、materials science、medical science、environmental science、biological sciences,etc. One of the basic problems of this field is how to solve large-scale eigenvalue problem of partial differential equations (PDEs) effectively. The main challenges of this kind of problems are involved of nonlinear、high computational cost, and high frequency oscillation with the eigenfunctions. In this project, the weak Galerkin finite element method, combining with the iteration method、multigrid method and adaptive method, is applied for solving the eigenvalue problem of PDEs. The proposed theoretical and computational research will significantly strengthen our ability in dealing with challenging issues within quantum chemistry and medical science, which is valuable and has long lasting impact in advancing science and technology.
量子化学计算的研究与发展同国防科技、材料科学、医药科学、环境科学和生物科学等均密切相关. 该领域面临的基本问题之一是如何有效地求解大规模偏微分方程特征值问题. 这类问题的难点在于计算量随体系大小呈指数增长,特征函数空间具有高频振荡等. 本项目针对量子化学、材料科学等领域中的偏微分方程特征值问题,做了以下研究工作:利用弱有限元方法,结合迭代法、多重网格方法、自适应网格方法等,发展了快速稳定的求解特征值问题的数值计算方法,研究相关的数学理论,构造适应高性能计算机的可扩展并行算法,实现逾万处理器核上的高效数值模拟,更好地刻画相关领域的微观结构及特性.
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:https://authors.elsevier.com/tracking/article/details.do?aid=7851&jid=YJCPH&surname=Zhang
发表时间:2018
期刊:J. Comput. Phys.
影响因子:--
作者:J. Wang;X. Ye;Q. Zhai;R. Zhang
通讯作者:R. Zhang
A Systematic Study on Weak Galerkin Finite Element Methods for Second Order Elliptic Problems
二阶椭圆问题弱伽辽金有限元方法的系统研究
DOI:10.1007/s10915-017-0496-6
发表时间:2017-07
期刊:Journal of Scientific Computing
影响因子:2.5
作者:Junping Wang;Ruishu Wang;Qilong Zhai;Ran Zhang
通讯作者:Ran Zhang
DOI:10.4208/jcm.1701-m2016-0733
发表时间:2018-06
期刊:Journal of Computational Mathematics
影响因子:0.9
作者:Rui Zhang
通讯作者:Rui Zhang
Interfacial Properties and Hopping Diffusion of Small Nanoparticle in Polymer/Nanoparticle Composite with Attractive Interaction on Side Group
具有侧基相互作用的聚合物/纳米粒子复合材料中小纳米粒子的界面性质和跳跃扩散
DOI:10.3390/polym10060598
发表时间:2018-05
期刊:Polymers
影响因子:5
作者:K. Ren;X. Jia;G. Jiao;T. Chen;H. Qian;Z. Lu
通讯作者:Z. Lu
DOI:http://www.aimsciences.org/oes/ar/doRedir1.jsp?jid=3W2lWHbsWzWhcsRek1wRlw5CDdzn5afp&pid=ZywlYuzgsild
发表时间:--
期刊:Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B
影响因子:--
作者:Q. Zhai;R. Zhang
通讯作者:R. Zhang
飞机着陆时轮胎内热学和力学演化模型的数值方法研究
- 批准号:11971198
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:53.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:张然
- 依托单位:
国家数学天元基金东北中心项目
- 批准号:11726102
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:300.0万元
- 批准年份:2017
- 负责人:张然
- 依托单位:
多介质流体力学方程保物理特性的计算方法研究
- 批准号:U1530116
- 项目类别:联合基金项目
- 资助金额:63.0万元
- 批准年份:2015
- 负责人:张然
- 依托单位:
随机复杂系统的多尺度数值方法
- 批准号:11271157
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60.0万元
- 批准年份:2012
- 负责人:张然
- 依托单位:
随机声波和电磁场问题的数值计算方法
- 批准号:10801062
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:17.0万元
- 批准年份:2008
- 负责人:张然
- 依托单位:
反问题中第一类积分方程的多尺度方法
- 批准号:10626026
- 项目类别:数学天元基金项目
- 资助金额:3.0万元
- 批准年份:2006
- 负责人:张然
- 依托单位:
国内基金
海外基金
