基于再生核三次样条基底的构造及其应用

将三次样条理论与再生核理论相结合,利用再生核函数巧妙地构造了三次样条函数空间的一组基底.基于三次样条插值的高收敛特点,得到了微分方程边值问题近似解的一种新的求解方法.数值算例展现出算法简单、有效.     

矩形薄板弯曲的近似解法——康托洛维奇-伽辽金法

本文从广义梁微分方程出发,推导出三次样条梁函数。由于采用了广义函数,在集中荷载,集中弯矩等得到截断多项式的解。弹性薄板偏微分方程荷载项采用了广义函数(δ函数及σ函数),无论是集中荷载、集中弯矩、均布荷载,小方块荷载都可表示成为x、y两个方向的截断多项式变形曲线。利用康托洛维奇法将偏微分方程转换成为常微分方程,再用伽辽金法可得良好的近似解。文内算例较为丰富,包括各种边界弹性薄板,各种荷载、变截面薄板以及悬臂板等。     

二元三次样条空间S_3~(1,2)(△_(mn)~(2))的样条拟插值

本文首先利用由两组具有局部最小支集的样条所组成的基函数,构造非均匀2型三角剖分上二元三次样条空间S1,23(△(2)mn)的若干样条拟插值算子.这些变差缩减算子由样条函数B1ij支集上5个网格点或中心和样条函数B2ij支集上5个网格点处函数值定义.这些样条拟插值算子具有较好的逼近性,甚至算子Vmn(f)能保持近最优的三次多项式性.然后利用连续模,分析样条拟插值算子Vmn(f)一致逼近于充分光滑的实函数.最后推导误差估计.     

基于惩罚回归样条的积分近似计算与应用

提出一种利用惩罚回归样条拟合被积函数f(x),从而计算复杂积分∫baf(x)dx的新方法.在仅知f(x)带随机扰动的离散数据点集的情况下,利用基于截断幂形式的样条基函数,通过惩罚样条回归,给出函数的多项式拟合结果,再根据该多项式形式便捷计算出积分.模拟和实际应用结果显示该方法计算简单快捷,并具有较好的准确度.     

一种2型三角剖分上多元样条拟插值的精度提高策略

给定一个多元拟插值算子, 若其具有单位分解性质 (再生0次多项式), 我们提出一种利用其周围节点提高多项式再生性的方法. 所得算子不仅具有更高的逼近精度, 还不需要目标函数的任何导数信息. 然后利用此方法, 我们改进了2型三角剖分上的多元样条拟插值,使之具有更高的精度. 最后, 我们应用改进的拟插值算子数值求解时间发展偏微分方程. 数值实验验证了该方法的有效性.     

球面混合插值的逼近性质

球面径向基函数(SBF)和多项式样条函数均为处理球面散乱数据的有效工具. 本文考虑由球面径向基函数与球面多项式函数组成的混合插值模型, 并利用最小二乘法求解该模型. 对于该插值模型, 首先, 给出带Bessel势的Sobolev空间中的Bernstein不等式, 然后利用该不等式建立逼近正定理,并进一步给出该插值工具的误差估计. 最后, 研究该插值方式(即利用最小二乘法求解混合插值模型)的稳定性.     

带参数的C~3连续拟Catmull-Rom样条函数

为了使得Catmull-Rom型样条兼具形状可调性与高阶连续性,提出了一类带参数的拟CatmullRom样条函数.该样条函数不仅无需求解方程系统即可自动达到C~3连续,而且还可通过所带的2个参数对插值曲线的形状进行调整·通过确定所带参数的最优取值,可获得最佳拟Catmull-Rom样条插值函数.     

线性高振荡微分方程在两组不同基下的近似解

分别以Bemstain多项式以及准均匀B样条为基函数，来逼近线性高振荡常微分方程。通过求解基函数对应的系数方程组，得到方程的近似解。通过数值实验表明用准均匀B样条函数的逼近效果要比Bemstain多项式要好。     

再生核构造的一种新方法

本文利用微分算子插值样条函数的方法给出了W12[a,b]空间再生核构造的新方法,证实了求解微分方程边值问题的方法([1]再生核空间数值分析[M].科学出版社,2004),其实是本文方法的一种特例.     

二元三次样条空间S31,2(Δmn(2)) 的样条拟插值

本文首先利用由两组具有局部最小支集的样条所组成的基函数,构造非均匀2 型三角剖分上二元三次样条空间S₃^1,2(Δ_mn⁽²⁾)的若干样条拟插值算子. 这些变差缩减算子由样条函数B_ij¹支集上5 个网格点或中心和样条函数B_ij²支集上5 个网格点处函数值定义. 这些样条拟插值算子具有较好的逼近性,甚至算子V_mn（f） 能保持近最优的三次多项式性. 然后利用连续模,分析样条拟插值算子V_mn（f）一致逼近于充分光滑的实函数. 最后推导误差估计.     

三维热传导方程的高精度有限差分方法

提出了数值求解三维热传导方程的一个四阶精度的有限差分格式,首先对三个空间方向上的二阶导数项,采用四次样条函数来近似,从而得到半离散的常微分方程.然后利用常微分方程的解析解表达式,时间矩阵利用Padé近似,得到时间和空间均为四阶精度的差分格式.最后利用方法计算了两个数值算例,并与文献中结果进行了对比,从而验证了高精度格式的性能.     

求解Helmholtz方程的无网格重心插值配点法

本文针对Helmholtz方程,借助Chebyshev插值节点,运用重心Lagrange插值基函数和重心有理插值基函数推导了求解该类方程的两种无网格配点法.首先,将插值基函数应用于空间变量及其偏导数,建立了基于配点法的二阶微分方程组.其次,在给定的插值节点上,利用微分矩阵对其进行了简化.最后通过三种测试节点来计算数值算...     

最小支集样条小波有限元

本文认真分析研究了最小支集样条小波及其有关性质,用以张量积形式构造的二维小波建立了最小支集样条小波插值函数,讨论了其相关的性质,随后用最小支集样条小波有限元法去解弹性薄板小挠度问题,给出了数值解的误差阶,最后列举了一个数值例子．     

双复合泊松风险模型下的投资问题

在经典风险模型基础上,研究了保险公司保费收入和索赔均服从复合泊松过程的双复合泊松风险模型,针对最优投资策略和求解破产时刻惩罚金期望折现函数的问题,利用重期望公式和马氏性得到期望折现函数满足的带边界条件的二阶积分微分方程,通过高效的Sinc数值方法求出折现函数的近似数值解,从而由图像分析破产概率变化的趋势.     

样条扇形单元

本文在样条分片插值及样条矩形单元的基础之上进而讨论极坐标中二次及三次样条分片插值及样条(圆环)扇形单元.以用于求解圆(环)域与(圆环)扇形域上的各类问题.圆环扇形单元(r≠0)是样条分片插值在极坐标中简单的推广应用,但扇形单元则不然.本文根据扇形单元在r=0处的特殊性对各位移插值函数作了合理的处理,使得该单元即体现了r=0处的几何特性又可以消除该处应变、应力的奇异性.文中给出了用样条(圆环)扇形单元求解平面问题及薄板弯曲问题的数值算例用以说明该单元的效能.     

基于B样条的函数型数据表示与配准

针对函数型数据配准问题,首先利用B样条函数来近似表示,并将扭曲函数也限定为于B样条函数空间内.进而将函数型数据配准问题转换为B样条函数升阶后比较控制顶点的问题,可降低计算复杂度.数值实验验证了该方法的有效性.     

三次样条Hermite插值基构造四边形薄板单元

薄板弯曲单元被广泛地应用到工程问题的有限元计算中.然而,由于协调的薄板弯曲位移型单元要求挠度和转角(即位移的函数值和导数值)都是连续的,导致很难直接构造协调的位移型薄板单元.在数学上,样条是满足一定协调性的分片光滑的多项式,有限元的形函数可以视为样条函数.本文基于三角形面积坐标和B网方法,利用三次样条Hermite插值基重构了两个协调的薄板弯曲单元.由于单元形函数是基于四边形构造的,避免了等参变换,可以有效地降低网格畸变对计算精度的影响.     

连续区间上积分值的二次样条拟插值

在实际问题中,某些插值点处的函数值往往是未知的,而仅仅已知一些连续等距区间上的积分值.如何利用连续区间上积分值信息来解决函数重构是一个有意义的问题.首先,文章利用连续等距区间上的积分值信息直接构造了一类二次样条拟插值,它称之为积分值型二次样条拟插值.然后,给出了积分值型二次样条拟插值的多项式再生性和逼近节点处函数值的超收敛性.最后,给出了一类改进的积分值型二次样条拟插值及其性质.实验结果表明,与已有的积分值型三次样条拟插值相比,文章提出的拟插值更简单和有效,并且可以推广到积分值型高次样条拟插值.     

一种新的带参数双三次有理插值样条的有界性与点控制

文[19]中,作者构造了一种基于函数值的带参数的分子为双三次、分母为双二次的二元有理插值样条.本文进一步研究该种二元有理插值样条的有界性,给出插值的逼近表达式,讨论插值曲面形状的点控制问题.在插值条件不变的情况下,插值区域内任一点插值函数的值可以根据设计的需要通过对参数的选取修改,从而达到插值曲面局部修改的目的.     

Winkler地基上固支薄板自由振动问题的准Green函数方法

将准Green函数方法应用于求解Winkler地基上固支薄板的自由振动问题.即利用问题的基本解和边界方程构造一个准Green函数,这个函数满足了问题的齐次边界条件.采用Green公式,将Winkler地基上固支薄板自由振动问题的振型控制微分方程化为第二类Fredholm积分方程.通过边界方程的适当选择,积分方程核的奇异性被克服了.数值算例表明,该方法具有较高的精度,是一种有效的数学方法.