第二类Fredholm积分方程的超收敛与快速算法

第二类Fredholm积分方程的超收敛与快速算法

论文摘要

本论文主要研究第二类Predholm积分方程数值解的超收敛算法和具有最佳收敛性的第二类强奇异积分方程的小波Petrov-Galerkin快速算法.全文共分五章:第二章,构造了第二类积分方程全离散的多投影算法(Multi-Projection Methods,简写为M-Projection Methods).多投影算法主要是利用算子高低频分解中与低频相关的块算子组合作为原算子的逼近算子,给出具有高超收敛性的投影方法.本章构造一套便于理解和应用的全离散多投影算法的抽象理论框架,同时,给出全离散M-Galerkin方法和全离散M-配置法,并证明其具有超收敛性.同时,通过数值算例来说明理论的正确性.第三章,给出了第二类积分方程全离散多投影法的迭代解的误差渐近展开及其Richard-son外推法.本章证明了当全离散多投影算法中所采用的数值积分公式的精度足够高时,迭代解误差渐近展开首项为h4k(h为剖分的长度,k-1为逼近子空间分片多项式的阶数),后一项比前一项的阶数高两阶,直到h7k项.然后利用Richardson外推技术,构造新的逼近,每次外推可提高逼近解的精度两阶.第四章,针对多投影算法,退化核方法和Galerkin方法,配置法等算法,构造一种新的迭代算法,并证明该算法每迭代一次,都能增加一定的超收敛阶,而增加的计算量相对地少.本章最后通过四个算例说明算法的正确性.第五章,通过构造一组具有半双正交性,小支集性和高阶消失性质的小波基底,给出适用于强奇异积分方程的小波Petrov-Galerkin快速算法,证明该算法具有最佳收敛阶,计算复杂度为几乎最佳,条件数有界.

论文目录

  • 简短摘要
  • Abstract
  • 中文目录
  • 英文目录
  • 第一章 绪论
  • 1.1 第二类nedholm积分方程
  • 1.2 积分方程超收敛的若干研究
  • 1.3 小波快速算法的若干研究
  • 1.4 论文结构以及主要工作
  • 第二章 第二类积分方程全离散的多投影算法
  • 2.1 引论
  • 2.2 抽象框架
  • 2.3 全离散的多投影算法
  • 2.4 数值算例
  • 第三章 积分方程全离散多投影法迭代解的渐近展开及外推法
  • 3.1 引论
  • 3.2 全离散多投影法迭代解的渐近展开
  • 3.3 Richardson外推法
  • 3.4 数值算例
  • 第四章 具有超收敛性的第二类积分方程迭代算法
  • 4.1 引论
  • 4.2 迭代算法
  • 4.3 算法的收敛阶
  • 4.4 数值算例
  • 第五章 强奇异积分方程小波Petrov-Galerkin快速算法
  • 5.1 引论
  • 5.2 具有高阶消失矩的多尺度小波基的构造
  • 5.3 矩阵压缩
  • 5.4 稳定性和收敛性
  • 5.5 计算复杂度和条件数
  • 5.6 小波基函数的一个简单例子
  • 参考文献
  • 附录一 致谢
  • 附录二 攻读博士期间发表的论文
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