几类延迟偏微分方程数值解法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11326046
  • 项目类别:
    数学天元基金项目
  • 资助金额:
    3.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0504.微分方程数值解
  • 结题年份:
    2014
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2014-12-31

项目摘要

As we know, fixed mesh methods are not well suited to the numerical simulations of blow-up problems. So, in this study, we develop high-accuracy adaptive grid methods for blow-up solution of qusilinear parabolic problems with constant delay, and establish the theories of blow-up of numerical solution. This study is also devoted to alternating direction implicit (ADI) methods for two types of parabolic equations with constant delay, which preserve the delay dependent asymptotic stability of the linear test problem under considerations. The applications of Richardson extrapolation (RE) methods to these ADI methods are carried out. And the influences of RE Methods on stability of numerical solutions are also discussed. Theoretical results of several highly accurate compact ADI methods for three kinds of parabolic equations with constant delay are first constructed. Then RE methods, which are used along with these compact ADI methods, can improve temporal accuracy. For convective-diffusion equations with two constant delays, we further develop characteristic methods, compact (block) boundary methods, and establish corresponding preconditioned iterative methods with low computational cost. Using and improving the treatments for various classes of delays used in [22-24], numerical methods stated above can be adapted to solve corresponding problems including pantograph delay, or variable delay or many variable delays, etc. Finally, improving the techniques used to treat discountious problems in [13], numerical methods stated above can be creatively extended to the simulations of discountious solutions.
针对固定网格方法不适用于爆破解的数值模拟,本课题设计拟线性常延迟抛物方程爆破解的高精度自适应网格方法,并研究数值解的爆破理论。本课题研究两类常延迟抛物方程保持渐近稳定的交替方向隐式 (ADI) 法及其 Richardson 外推法,并讨论 Richardson 外推法对数值解稳定性的影响;研究三类拟线性延迟抛物方程的高精度紧 ADI 法及其理论,并设计相应的 Richardson 外推法,提高时间精度;建立两常延迟对流扩散方程的特征线方法、紧 (块) 边值方法以及算法理论,并发展相应的预估迭代方法,以节省计算成本;利用和改进文 [22-24] 中处理复杂延迟的技术,调整上述算法使它们能适用于比例延迟、变延迟、多变延迟等情形;最后,创造性地改进文 [13] 中处理间断问题的技巧,修正上述算法使它们能适用于间断解的模拟。

结项摘要

在本项目里,我们建立了几类延迟偏微分方程的高效数值算法及理论. 具体成果如下: (1) 建立了模拟一类非线性延迟抛物方程爆破解的自适应网格方法及算法理论,分析了数值爆破解的爆破率,爆破区间和爆破时间等理论。(2) 建立了三类延迟抛物方程交替方向隐式法及其外推法,给出了数值解的稳定性,收敛性等结果。特别地,通过引入一些特殊时间和空间的网格剖分,构造了线性延迟抛物方程保稳定交替方向隐式法及其理论,指出了这类方法不仅有交替方向隐式法的高性能,而且具有长时间的跟踪和模拟能力。(3) 完成了一类多滞量对流扩散方程特征有限差分法、盒子格式和紧块边值法的建立和数值解的理论分析。. 此外,本项目还取得了其它结果:(1) 建立了非线性粘性波动方程两类 L^{2} 稳定的交替方向有限差分法及理论。与传统方法相比,它们有更好的稳定性,和有效抑制非物理震荡。(2) 先对一类单侧障碍问题建立第一类椭圆变分不等式, 然后运用基本解法求解了相应的变分不等式问题。 (3) 在某些假设下,运用相对重排理论,详细地证明了一类退化抛物方程重整规划解的存在性。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Accuracy improvement of a multistep splitting method for nonlinear viscous wave equations
非线性粘性波方程多步分裂法精度的提高
  • DOI:
    10.1080/00207160.2013.862238
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    International Journal of Computer Mathematics
  • 影响因子:
    1.8
  • 作者:
    邓定文
  • 通讯作者:
    邓定文
Asymptotic approximation method for elliptic variational inequality of first kind
第一类椭圆变分不等式的渐近逼近法
  • DOI:
    10.1007/s10483-014-1798-x
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Applied Mathematics and Mechanics (English Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李曦;袁达明
  • 通讯作者:
    袁达明
Existence of solutions for a class of porous medium type equations with L1 data
一类具有L1数据的多孔介质型方程解的存在性
  • DOI:
    10.1016/j.na.2013.12.012
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    Nonlinear Analysis
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹维林;王伟
  • 通讯作者:
    王伟
Analysis and application of a compact multistep ADI solver for a class of nonlinear viscous wave equations
一类非线性粘性波方程紧凑型多步ADI求解器的分析与应用
  • DOI:
    10.1016/j.apm.2014.07.031
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Applied Mathematical Modelling
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    邓定文;张诚坚
  • 通讯作者:
    张诚坚

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其他文献

求解非线性时滞双曲型偏微分方程的紧致差分方法及Richardson外推算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    数值计算与计算机应用
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张启峰;张诚坚;邓定文
  • 通讯作者:
    邓定文
一维非线性耦合波动方程组的显式差分格式
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    南昌航空大学学报 (自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴强;邓定文
  • 通讯作者:
    邓定文
High-order finite difference methods for a second order dual-phase-lagging models of microscale heat transfer
微尺度传热二阶双相滞后模型的高阶有限差分法
  • DOI:
    dx.10.1016/j.amc.2017.03.035
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    Applied Mathematics and Computation
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    梁栋
求解二维 Fisher-KPP 方程的一类保正保界差分格式及其 Richardson 外推法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    计算数学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓定文;赵紫琳
  • 通讯作者:
    赵紫琳
研究生专业课程>的教学方法的探索与实践:以南昌航空大学为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    教育进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邓定文
  • 通讯作者:
    邓定文

其他文献

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邓定文的其他基金

几类非线性波动方程 (组) 新的高效数值方法研究
  • 批准号:
    11861047
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
时滞偏微分方程新的高性能数值算法研究
  • 批准号:
    11401294
  • 批准年份:
    2014
  • 资助金额:
    23.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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