本書介紹了求發展方程數值解的原理和計算方法,包括將發展方程定解問題離散化的途徑、方法,計算格式的設計和求解算法,以及關於數值方法的理論分析。本書內容既保留了那些行之有效的傳統方法和經典理論結果,更注重於介紹近幾十年來興起的新方法和傳統方法的新發展,反映近幾十年來發展方程數值方法的研究與應用方面取得的新進展、新成果。此外,書中列舉了若干實際應用問題(多屬非線性與耦合問題)。
本書可供計算數學、應用數學、力學等專業的研究生、教師以及從事科學與工程計算應用與研究工作的科技人員參考。
目錄
第一章 拋物問題的有限元方法
§1.1 二階線性拋物方程的初邊值問題
§1.2 Galerkin有限元法(半離散近似)
§1.3 收斂性分析與誤差估計
§1.4 基於一般橢圓逼近的方法
第二章 拋物方程的全離散計算格式
§2.1 簡單全離散格式
§2.2 高階精度單步格式
§2.3 質量集中方法
§2.4 一個半線性拋物問題:核反應堆的數學模型
第三章 對流-擴散問題的數值解法
§3.1 對流占優擴散問題的背景
§3.2 有限體積法和廣義差分法
§3.3 特征有限元法
§3.4 一類拋物-橢圓耦合方程組:多孔介質中兩相可混溶驅動問題
第四章 二階波動方程和一階雙曲方程組的數值解法
§4.1 聲波與彈性波方程(組)
§4.2 二階波動方程的數值解法
§4.3 一階雙曲方程的經典差分格式
§4.4 間斷有限元法
第五章 譜與擬譜方法
§5.1 投影與插值算子的逼近性質
§5.2 譜與擬譜方法
§5.3 對一階偏微問題的應用
§5.4 離散Fourier變換的快速算法
第六章 一些非線性發展方程的保結構算法
§6.1 哈密頓系統、辛結構
§6.2 非線性Schrodinger方程的一個保結構的有限元近似
§6.3 Sine-Gordon方程的多辛算法
§6.4 Korteweg de Vries方程孤立波解的數值模擬方法
第七章 非線性離散模型的穩定性和收斂性理論
§7.1 線性模型的Lax定理
§7.2 廣義穩定性和收斂性條件
§7.3 應用例題
參考文獻
《現代數學基礎叢書》出版書目
§1.1 二階線性拋物方程的初邊值問題
§1.2 Galerkin有限元法(半離散近似)
§1.3 收斂性分析與誤差估計
§1.4 基於一般橢圓逼近的方法
第二章 拋物方程的全離散計算格式
§2.1 簡單全離散格式
§2.2 高階精度單步格式
§2.3 質量集中方法
§2.4 一個半線性拋物問題:核反應堆的數學模型
第三章 對流-擴散問題的數值解法
§3.1 對流占優擴散問題的背景
§3.2 有限體積法和廣義差分法
§3.3 特征有限元法
§3.4 一類拋物-橢圓耦合方程組:多孔介質中兩相可混溶驅動問題
第四章 二階波動方程和一階雙曲方程組的數值解法
§4.1 聲波與彈性波方程(組)
§4.2 二階波動方程的數值解法
§4.3 一階雙曲方程的經典差分格式
§4.4 間斷有限元法
第五章 譜與擬譜方法
§5.1 投影與插值算子的逼近性質
§5.2 譜與擬譜方法
§5.3 對一階偏微問題的應用
§5.4 離散Fourier變換的快速算法
第六章 一些非線性發展方程的保結構算法
§6.1 哈密頓系統、辛結構
§6.2 非線性Schrodinger方程的一個保結構的有限元近似
§6.3 Sine-Gordon方程的多辛算法
§6.4 Korteweg de Vries方程孤立波解的數值模擬方法
第七章 非線性離散模型的穩定性和收斂性理論
§7.1 線性模型的Lax定理
§7.2 廣義穩定性和收斂性條件
§7.3 應用例題
參考文獻
《現代數學基礎叢書》出版書目
序
對於數學研究與培養青年數學人才而言,書籍與期刊起着特殊重要的作用.許多成就卓越的數學家在青年時代都曾鑽研或參考過一些優秀書籍,從中汲取營養,獲得教益。
20世紀70年代后期,我國的數學研究與數學書刊的出版由於文化大革命的浩劫己經破壞與中斷了十余年,而在這期間國際上數學研究卻在迅猛地發展着.1978年以后,我國青年學子重新獲得了學習、鑽研與深造的機會。當時他們的參考書籍大多還是50年代甚至更早期的著述.據此,科學出版社陸續推出了多套數學叢書,其中《純粹數學與應用數學專著》叢書與《現代數學基礎叢書》更為突出,前者出版約40卷,后者則逾80卷。它們質量甚高,影響頗大,對我國數學研究、交流與人才培養發揮了顯著效用.
《現代數學基礎叢書》的宗旨是面向大學數學專業的高年級學生、研究生以及青年學者,針對一些重要的數學領域與研究方向,作較系統的介紹.既注意該領域的基礎知識,又反映其新發展,力求深入淺出,簡明扼要,注重創新。
近年來,數學在各門科學、高新技術、經濟、管理等方面取得了更加廣泛與深入的應用,還形成了一些交叉學科.我們希望這套叢書的內容由基礎數學拓展到應用數學、計算數學以及數學交叉學科的各個領域.
這套叢書得到了許多數學家長期的大力支持,編輯人員也為其付出了艱辛的勞動。它獲得了廣大讀者的喜愛.我們誠摯地希望大家更加關心與支持它的發展,使它越辦越好,為我國數學研究與教育水平的進一步提高作出貢獻.
20世紀70年代后期,我國的數學研究與數學書刊的出版由於文化大革命的浩劫己經破壞與中斷了十余年,而在這期間國際上數學研究卻在迅猛地發展着.1978年以后,我國青年學子重新獲得了學習、鑽研與深造的機會。當時他們的參考書籍大多還是50年代甚至更早期的著述.據此,科學出版社陸續推出了多套數學叢書,其中《純粹數學與應用數學專著》叢書與《現代數學基礎叢書》更為突出,前者出版約40卷,后者則逾80卷。它們質量甚高,影響頗大,對我國數學研究、交流與人才培養發揮了顯著效用.
《現代數學基礎叢書》的宗旨是面向大學數學專業的高年級學生、研究生以及青年學者,針對一些重要的數學領域與研究方向,作較系統的介紹.既注意該領域的基礎知識,又反映其新發展,力求深入淺出,簡明扼要,注重創新。
近年來,數學在各門科學、高新技術、經濟、管理等方面取得了更加廣泛與深入的應用,還形成了一些交叉學科.我們希望這套叢書的內容由基礎數學拓展到應用數學、計算數學以及數學交叉學科的各個領域.
這套叢書得到了許多數學家長期的大力支持,編輯人員也為其付出了艱辛的勞動。它獲得了廣大讀者的喜愛.我們誠摯地希望大家更加關心與支持它的發展,使它越辦越好,為我國數學研究與教育水平的進一步提高作出貢獻.
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