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近代PDE数值解法

发布时间:2017-11-27 14:14    浏览次数:    来源:

近代PDE数值解法

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2011-11-18 17:18

课程

名称

近代PDE数值解法

英文

名称

The numerical methods for partial differential equations

课程

代码

A1006039M

 

3

48

开课 时间

春季

课程*

类别

2

开课

单位

数学与计量经济学院

任课教师

(姓名、职称)

宋怀玲副教授

面向

专业

计算数学

考核

方式

 

预修

课程

数学分析,高等代数,实变函数,泛函分析

本门课程是计算数学学科的重要基础专业课。由于实际应用的需要,人们必须求解微分方程,从而真正把握事物的运动规律,如何求解这些微分方程?当然可以考虑求解析解,但随着问题的复杂化,求解析解将变得十分困难,必须通过近似方法求解。PDE数值解法就是解决此类问题的有效方法,主要有两大类:有限差分法和有限元方法,本门课程侧重有限差分方法。通过本门课程的学习,要求学生掌握有限差分方法的构造过程以及方法的数学理论,能够用数值方法求解微分方程边值问题,给出相应的误差估计,并能在计算机上实现,使学生的理论分析能力和用计算机解决问题能力得到一定训练,为今后解决实际问题或进入深层次的专门研究奠定良好的基础。

第一章 引论

首先对各类微分方程问题的提法作一简单回顾,方便在用数值方法求解前,对所述问题有一个概要的了解。

§1常微分方程的定解问题

§2偏微分方程的定解问题

 

第二章 有限差分方法的基本概念

以一维初值问题为例,给出有限差分格式,并进行相容性、稳定性和收敛性分析。

§1一维问题的有限差分方法:Euler方法、改进的Euler方法

§2一般单步方法

§3线性多步方法

§4绝对稳定性

 

第三章 椭圆型方程的有限差分方法

§1一维差分格式

§2矩形网的差分格式

§3三角网的差分格式

§4极值定理

 

第四章 抛物型方程的有限差分方法

§1最简差分格式

§2稳定性和收敛性

§3稳定性的Fourier分析

 

第五章 双曲方程的有限差分方法

§1波动方程的差分逼近

§2差分逼近

 

第六章 广义差分方法

广义差分方法是差分方法的有意义的推广,既保持差分方法的计算简单性,又兼有有限元的精确性。

§1预备知识

§2两点边值问题

§3二阶椭圆型方程

 

1.        《偏微分方程数值解法》陆金甫关治

2.        《有限元方法及其理论基础》姜礼尚庞元恒

3.        The finite element method for elliptic problemsCiarlet . P. C

4.        《微分方程数值解法基础教程》,林群