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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

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