课题基金 / 基金详情

两类高阶偏微分方程的高效数值算法研究

批准号:
12326346
项目类别:
数学天元基金项目
资助金额:
10.0 万元
负责人:
徐敏强
依托单位:
学科分类:
微分方程数值解的基础理论与方法
结题年份:
2024
批准年份:
2023
项目状态:
已结题
项目参与者:
徐敏强

项目摘要

结项摘要

相似基金

相关文献

中文摘要
高阶偏微分方程在材料科学、电磁学、流体力学、随机过程等领域具有广泛的应用。其中双调和方程、相场方程和非散度型椭圆方程在实际中越来越受到重视,因此研究上述方程的高效数值算法极为重要。本项目内容主要包括:.(1). 基于“离散导数”,构造双调和方程的非协调元算法并建立算法的理论分析框架;.(2). 应用上述新型算法,构造并分析相场方程和非散度型椭圆方程的高效数值算法。.本项目建立在申报人长期的工作积累和对国内外研究趋势的深刻理解之上,有望实现若干具有应用背景的高阶偏微分方程的大规模数值模拟。项目结果将推动非协调元方法的发展并辅助实际工程问题求解。
英文摘要
Higher-order partial differential equations have a wide range of applications in materials science, electromagnetics, hydrodynamics and stochastic processes. In practice, biharmonic equations, phase field equations and non-divergence elliptic equations have received more and more attention . Therefore, it is of great importance to investigate efficient numerical algorithms for the above high-order PDEs. In this project, we will consider the following works:.(1). Based on the "discrete derivative", the theoretical framework of the nonconforming finite element methods for biharmonic equations will be established;.(2). Applying the above new numerical schemes, we prefer to construct and analyze efficient numerical algorithms for phase-field equations and non-divergence elliptic equations;.This project is based on the applicant's long-term work accumulation and deep understanding of research trends at home and abroad. It is expected to accomplish large-scale numerical simulations of several high-order partial differential equations with application background. The results of the project will promote the development of the nonconforming finite element methods and assist in solving practical engineering problems.
一年的访问时间里,我们主要研究了双调和方程、相场方程和非散度型椭圆方程的高效数值格式的构造和分析,高维数值积分的随机方法,具体研究内容包括:.(i) 基于二阶“离散导数”,结合Petro-Galerkin方法,研究了双调和方程的任意次新型有限元格式和有限体积格式,研究了格式的稳定性分析、误差估计和超收敛的现象。.(ii) 基于二阶“离散导数”和时间能量稳定化离散方法,研究了Cahn-Hilliard和MBE方程的新型高效数值算法的构造,并研究实现相场方程的大规模长时间数值模拟的高效数值算法;.(ⅲ) 基于二阶“离散导数”,研究了非散度型椭圆方程的有限差分格式,研究格式的稳定性和理论分析。.(ⅳ) 基于稀疏频率和傅里叶系数快速衰减特性,研究了一种新颖的随机积分算法,在周期等距索伯列夫空间(Sobolev space)和具有紧致支集的等距索伯列夫空间中,研究了算法的最优的均方根误差界,研究了积分算法在加权索伯列夫空间中同样具有接近最优的界。
国内基金
海外基金