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微分方程数值解Ⅱ  011M5007H

学期:2016-2017学年秋 | 课程属性:专业普及课 | 任课教师:刘伟等
课程编号: 011M5007H 课时: 40 学分: 2.0
课程属性: 专业普及课 主讲教师:刘伟等
英文名称: Numerical Solutions of Differential Equations Ⅱ

教学目的、要求

系统学习双曲型方程的数值方法,包括有限差分和有限体积方法,包括传统的TVD方法和热门的WENO方法,间断有限元方法。掌握双曲型方程的数值格式理论,了解现代科学计算方法的设计思路,能够独立编制一维或者二维模型问题的程序作业,完成完整的书面计算报告

预修课程

教 材

主要内容

第一章 有限差分法的理论基础 (重点)                         	   10学时
1. 构造差分格式的主要方法;                                    	    2学时
2. 差分格式的一般性要求;                                              2学时
3.  Lax等价性定理;                                          	    2学时
4. 差分格式的von Neumann稳定性分析方法;                               2学时
5. 差分格式的修正方程。                                                2学时

第二章 一维非线性双曲型守恒律的数值方法                               10学时
1. 非线性双曲型守恒律的间断解、弱解、熵条件;                          2学时
2. 标量守恒律的Riemann问题解及Godunov格式;                            2学时
3. 熵修正、数值粘性、Osher格式及高分辨率波传播格式;                   2学时
4. 守恒型与Lax-Wendroff定理、非线性稳定性及收敛性;(难点)            2学时
5 非线性守恒律方程组的MUSCL格式。                                      2学时

第三章 多维双曲型守恒律的高分辨率格式                                 10学时
1. 多维方程组的双曲性;                                                2学时
2.Lax-Wendroff方法、Runge-Kutta推进的半离散方法、维数分裂方法;       2学时
3. 标量方程组的L-W方法、Godunov 格式及角迎风格式;                     2学时
4. 多维标量方程组的高分辨率格式;                                      2学时
5. 多维向量方程组的高分辨率格式。                                      2学时
    
第四章 双曲型守恒律的其它高分辨率方法(难点)                         10学时
1. ENO与WENO格式;                                                     5学时
2. 间断有限元方法。                                                    5学时

参考文献

R. Leveque, Numerical methods for conservation laws, ETH Zurich, 1992.
C.A.J. Fletcher, Computational Techniques for Fluid Dynamics 1, (second edition), Spinger-Verlag, 1991.

授课时间: 星期三, 第9、10节
授课地点: 教1-113
授课周次: 7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18

授课时间: 星期四, 第1、2节
授课地点: 教1-113
授课周次: 7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18

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