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DARCY-STOKES问题的混合有限元方法研究

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作者:董李娜

页数:224

出版社:西南财经大学出版社

出版日期:2022

ISBN:9787550451575

电子书格式:pdf/epub/txt

内容简介

数学化是未来科学发展的一个重要趋势,经济科学也不例外。数学进入经济学研究领域,使经济学家在定性研究的基础上开始反映定量要求,这是现代经济发展的一个显著特点。经济学从定性到定量的发展,是走向成熟的重要标志。数学模型在金融学中的应用非常广泛, 像股票、期货、外汇市场的走势和技术分析,很多技术指标都离不开数学模型。数学给经济界带来新的视角、 新的观念,抽象的数学工具一旦准确的切入金融市场,就显得非常实用和有价值。Darcy-Stokes问题是一类具有很强应用背景的数学模型,在很多领域都有着广泛的应用,例如金融模型等。由于Darcy-Stokes问题存在很小的摄动参数,方程的真解会在边界层区域产生剧烈变化,使得经典的差分方法不能得到满意的结果,进而Darcy-Stokes问题的数值解法成为热门的研究课题。本书首先对Darcy-Stokes问题的起源,模型,以及研究工作进行描述,接着,利用混合有限元方研究二阶和四阶Darcy-Stokes问题,针对二阶 Darcy-Stokes 奇异摄动问题,用混合有限元方法在二维空间给出一个不加条件的 H(div)协调且一致收敛的矩形元,在三维空间中给出一个非协调且一致收敛的立方体元。在一致收敛单元下,可以得到较好的误差扰动界,能够给数学模型较优的数值解,使得误差界在可控范围内,根据Darcy-Stokes问题在不同领域的应用给出更准确的现象描述或解释。

作者简介

董李娜,郑州大学博士,现在河南财政金融学院任教,副教授,数据科学教研室主任。专业:数值计算,研究方向:金融计算与建模。参编规划教材1部,发表SCI及中文核心文章近10篇,参与国家自然科学面上项目1项,主持参加省厅级课题10余项。

目录

目录
1 绪论 / 1
1. 1 有限元的发展及现状 / 1
1. 2 Darcy-Stokes 问题的研究背景及研究现状 / 2
1. 3 四阶奇异摄动问题的研究背景及研究现状 / 5
1. 4 离散的德哈姆(de Rham)复形序列的研究背景及研究现状 / 9
1. 5 主要研究内容及结构安排 / 10
2 基础知识 / 14
2. 1 索伯列夫(Sobolev)空间相关知识 / 14
2. 2 有限元方法基本知识 / 18
2. 3 混合有限元相关理论 / 23
3 Darcy-Stokes 问题的一致收敛 H (div)协调的矩形元
及离散的 de Rham 复形 / 26
3. 1 抽象的收敛性定理 / 26
3. 2 一致收敛的矩形元 DSR14 / 34
3. 3 一致收敛的矩形单元 DSR12 / 43
3. 4 单元 DSR12 的离散的 de Rham 复形 / 45
4 Darcy-Stokes 问题的一致收敛 H (div)协调的立方体元
及离散的 de Rham 复形 / 48
4. 1 预备知识 / 48
4. 2 一个抽象定理 / 50
4. 3 构造立方体元 DSC33 / 51
4. 4 一致收敛的立方体元 DSC33 / 58
4. 5 单元 DSC33 的离散的 de Rham 复形 / 61
5 Darcy-Stokes 问题的一致收敛 H (div)协调的四面体元
及离散的 de Rham 复形 / 73
5. 1 构造单元 DST20 / 75
5. 2 一致收敛性的四面体元 DST20 / 84
5. 3 单元 DST20 的离散的 de Rham 复形 / 89
6 研究结论与展望 / 98
参考文献 / 100
致谢 / 122

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