再生核空间中若干非线性问题的研究

再生核空间中若干非线性问题的研究

论文摘要

在科学和工程的各个领域中,许多问题都可用非线性方程来描述。而获得非线性方程的解(数值解和精确解)将有助于人们展开对它所反映的现实自然现象进行分析和研究。所以,本文在非线性方程求解方面进行了如下的研究。 首先对崔明根教授于1986年提出的再生核空间进行了研究。利用一维再生核空间的直积形式构造了二维再生核空间,获得了二维空间中再生核函数的表达式,并将其推广到多维再生核空间的构造。从而为求解各种方程建立了空间的理论框架。 其次,在再生核空间W21[a,b]中,给出了非线性算子方程A1(vBv)+A2v=f的精确解。利用再生核函数的特殊性质和升元的方法,构造了定义在再生核空间W1(Ω)上的有界线性算子,使得非线性算子方程等价的转化为线性算子方程Tu=f当线性算子方程解唯一的情况下,获得了非线性方程解的精确表述。数值算例验证了该算法的有效性。 将上面的结论推广,本文在二维再生核空W2(Ω)中,研究了Av2+Kv+Pv+Ev=f型的非线性积分微分方程。同样将其转化为四维再生核空间中的线性算子方程进行求解。当线性方程解不唯一时,本文研究了该线性方程的齐次方程解空间的表示,并给出了其上的一组标准正交基。因此获得了线性方程的全部解。再利用两个方程解之间的关系,得到了求解非线性方程近似解的数值算法。数值试验模拟验证了算法的有效性。 另外,以实际问题-黑体辐射为例证明,对于第一类Fredholm积分方程,当积分核函数满足一定条件时,该不适定问题在再生核空间中已经变为适定问题求解。同时在再生核空间W21[a,b]中给出了一种求解该问题的稳定数值算法。对实际数据用该算法进行数值模拟,并与以前的工作相比较,得到了较好的结果。 最后,在再生核空间中,本文对非线性偏微分方程进行了研究。考虑了一类非线性双曲型偏微分方程。先将方程两边积分降低求解空间的要求,再利用初始条件线性化方程进而获得非线性方程的一组形式解。注意到使用再生核函数构造的空间基底函数具有分离形式,从而得到确定非线性方程近似解的数值算法。进行数值实验后,计算结果表明算法是有效的。 本文还在再生核空间中考虑了一类非线性发展方程。利用其初始条件构造线性算子,并通过求解线性方程获得原来非线性方程的形式解,将其带入原方程,使余项函数在再生核空间范数意义下达到最小,进而获得非线性方程的数

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  • 1.1 再生核理论发展概述
  • 1.2 非线性方程的简介
  • 1.3 本文的主要研究内容
  • 第2章 再生核空间的基本理论
  • 2.1 引言
  • 2.2 一维再生核空间
  • 2.3 多维再生核空间
  • 2.4 本章小结
  • 1(vBv)+A2(u)=f的精确解'>第3章 非线性算子方程A1(vBv)+A2(u)=f的精确解
  • 3.1 引言
  • 3.2 方程(3-1)的求解
  • 3.2.1 方程(3-1)的转化
  • 3.2.2 方程(3-2)中定义的算子T的性质
  • 3.2.3 方程(3-1)和方程(3-2)之间的关系
  • 3.2.4 求解方程(3-2)
  • 3.3 数值算例
  • 3.4 本章小结
  • 第4章 求解非线性积分微分方程
  • 4.1 引言
  • 4.2 方程(4-1)的解
  • 4.2.1 方程(4-1)的转化
  • 4.2.2 方程(4-10)中定义的算子T的性质
  • 4.2.3 两个方程的关系
  • 4.2.4 求解方程(4-10)
  • 4.3 数值算法
  • 4.4 数值算例
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 求解不适定问题的稳定的数值方法
  • 5.1 引言
  • 5.2 问题的提出
  • 5.3 再生核空间
  • 5.4 方程(5-5)解的表示及稳定性分析
  • 5.4.1 方程(5-5)解的表示
  • 5.4.2 数值解的稳定性分析
  • 5.5 黑体辐射问题的近似解
  • 5.6 本章小结
  • 第6章 一类非线性双曲型方程的求解
  • 6.1 引言
  • 6.2 非线性双曲方程的转化
  • 6.3 非线性双曲方程的求解
  • 6.4 数值算例
  • 6.5 本章小结
  • 第7章 关于一类非线性发展方程的讨论
  • 7.1 引言
  • 7.2 再生核空间
  • 7.3 数值求解算法
  • 7.4 数值算例
  • 7.5 依赖于时间的Burgers方程
  • 7.6 抛物型方程中与时间有关的系数的确定
  • 7.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读博士学位期间发表的学术论文
  • 原创性声明及使用授权书
  • 哈尔滨工业大学博士学位涉密论文管理
  • 致谢
  • 个人简历
  • 相关论文文献

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