多维第二类Fredholm积分方程高精度数值算法研究
[Abstract]:Integral equations are widely used in many mathematical models of engineering science, such as signal transmission, bio-mathematics, fracture mechanics, atomic physics, neural network, transportation and so on, so the study of integral equations is of great significance. In particular, the second kind of Fredholm integral equation. At present, the research is mainly focused on one and two dimensions. However, the three dimensional problem is a hot and difficult problem. In this paper, a fast numerical algorithm of collocation method and quadrature method based on Chebyshev polynomial approximation theory is proposed for two-dimensional and three-dimensional Fredholm integral equations of the second kind, respectively. For the two-dimensional Fredholm integral equation of the second kind, combined with the properties of the Chebyshev polynomial, a fast and efficient algorithm for the two-dimensional Fredholm integral equation is proposed by using the collocation method, that is, the Chebyshev polynomial is used to approximate the unknown function and the kernel function. Then the Gauss-Chebyshev-Lobatto nodule point is selected as the collocation point to generate the discrete algebraic equations. Finally, the numerical approximate solution of the original equation is obtained by Newton iterative method. For the Fredholm integral equation of the second kind, this paper first uses the common numerical integral formula Gauss formula to discretize the equation, and approximates the kernel function with polynomial in the Chebyshev-Gauss mesh, and finally transforms it into the calculation of matrix vector. Finally, the Jacobi iterative method is used to solve the linear equations, and the approximate numerical solutions of the equations are obtained. In fact, the above methods can be improved, such as using cosine vector iterative method to solve the equations, using split extrapolation to encrypt the mesh, and improving the accuracy of approximate solution. For these two methods, this paper gives the error and convergence analysis. Finally, numerical examples verify the theoretical analysis.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:O241.8
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,本文编号:2394164
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