کاربرد توابع سینک در حل مسائل مقدار مرزی غیرخطی در مهندسی و علوم کاربردی

پایان نامه
چکیده

معادلات دیفرانسیل منفرد، کاربردهای قابل توجهی در زمینه های مختلف علوم و مهندسی یافته اند. به واسطه ی حضور تکینگی، این معادلات دیفرانسیل مشکلاتی را در محاسبه ی جواب هایشان پدید می آورند. روش های تقریبی به مانند قواعد انتگرال گیری عددی، تفاضلات متناهی و عناصر متناهی معمولاً از چندجمله ای ها به عنوان توابع پایه در تقریب جواب بهره می برند که روی ناحیه ای که جواب هموار است، عموماً از دقت قابل قبولی برخوردار هستند. با این وجود، تکینگی حوالی نقاط مرزی ناحیه ی جواب را تحمل نمی نمایند و فرآیند تولید جواب معمولاً به شکست می انجامد. در مقابل، روی بازه هایی که در یکی از دو انتهایشان تکینگی بروز می کند، جواب های عددی که با استفاده از پایه های سینک حاصل می گردند بسیار بهتر از آنهایی است که به کمک چندجمله ای ها به دست آمده اند. در این رساله، به محاسبه ی شاخص فعالیت ‎$(eta)$‎ در یک بیوکاتالیزور اهتمام می ورزیم. شاخص فعالیت نسبتی است که شامل مشتق جواب معادله ی حالت پایدار واکنش نفوذ در یک شبکه کاتالیزوری است و محاسبه تقریبی مطلوب از آن در نزد مهندسین شیمی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این راستا، نشان خواهیم داد که روش های مبتنی بر توابع سینک جواب های بهتری از معادله دیفرانسیل مورد علاقه خواهند داد که یک بعدی، منفرد، غیرخطی و وابسته به یک زوج از پارامترهای فیزیکی است. محققین قبلی از روی اجبار با اعمال بعضی محدودیت ها بر روی پارامترهای مسأله، طرح های عددی خود را در تقریب جواب مسأله توسعه داده اند. مشکل دیگر اینست که محاسبه ی شاخص فعالیت مستلزم برآوردی دقیق از مشتق جواب معادله دیفرانسیل ‏است که خود چالش برانگیز است. روش سینک که توسط مشی گالرکین، فرمول بندی می شود و شامل درونیابی توسط یک سری از توابع‏ِ مشهور به سینک‏ است، به خوبی خود را با شرایط مساله سازگار نموده و تقریبی مورد قبول از شاخص فعالیت ارائه می کند. هم چنین با استفاده از تبدیلات نمایی مضاعف ‎(de)‎ و توسط بعضی پارامترهای دخیل در روش هم محلی سینک، جواب های عددی برای یک رده خاص از دستگاه معادلات دیفرانسیل غیرخطی مرتبه دوم با شرایط مرزی دو نقطه ای را که قبلاً توسط روش هم محلی سینک مبتنی بر پایه های نمایی یگانه ‎(se)‎ یا روش هسته ی بازتولید فضای هیلبرت ‎(mrkhs)‎ مورد مطالعه قرارگرفته اند، محاسبه ‏کرده و بهبود می بخشد. علاوه بر این، یک روش هم محلی سینک مبتنی بر پایه های یگانه (استاندارد) با تعاملی خاص با شرایط مرزی اختیار می شود تا جواب معادله ی دیفرانسیل غیرخطی مرتبه ی چهارم با شرایط مرزی دونقطه ای موسوم به "فشار جریان بین دو صفحه ی نامتناهی که به آرامی به هم نزدیک می شوند‎``‎ را به خوبی برآورد نماید.

منابع مشابه

کاربرد روش سینک گالرکین در حل مسائل مقادیر مرزی منفرد

در این پایان نامه، برای حل مسأله مقدار مرزی مرتبه چهارم در حالت خطی و غیرخطی به بحث در مورد روش گالرکین با استفاده از توابع پایه سینک می پردازیم. روش سینک را بر پایه هر دو نوع تبدیل نمایی یگانه و دوگانه برای شرایط مرزی همگن و ناهمگن به کار خواهیم برد. همگرایی روش را به صورت تحلیلی بررسی کرده و نشان می دهیم مرتبه همگرایی مبتنی بر تبدیل نمایی یگانه به صورت o(e^(-k?n) ) می باشد، و هم چنین مرتبه هم...

آخرین دستاوردهای آنالیز غیرخطی برای حل مسائل مقدار مرزی

در این رساله ابتدا در فصل اول برخی تعاریف و قضایای مقدماتی موردنیاز را معرفی می کنیم در فصل دوم وجود و چندگانگی جواب را برای یک مسأله تکین با شرط مرزی نیومن مورد مطالعه قرار داده و به کمک خمینه نهاری نشان می دهیم مسأله مورد نظر دارای حداقل دو جواب غیربدیهی است. در فصل سوم وجود جوابهای چندگانه برای یک دستگاه بیضوی با توابع وزن تغییر علامتی را تحقیق می کنیم. در فصل چهارم چهار مسأله مقدار مرزی را ...

15 صفحه اول

بکارگیری روشهای تغییراتی برای حل مسائل مقدار مرزی غیرخطی

در این پایان نامه پس از ارائه تعاریف و قضایای مقدماتی، به مطالعه برخی مسائل مقدار مرزی غیرخطی با استفاده از روشهای تغییراتی بخصوص لم مسیرکوهی و نیز اصل تغییراتی اکلند می پردازد. همچنین با معرفی فضای تابعی تحت عنوان "فضای سوبولف با نمای متغیر" به مطالعه برخی مسائل مقدار مرزی در این فضا می پردازد. در انتها نیز یک مسئله مقدار مرزی با شرایط مرزی غیرخطی و نیز یک دستگاه معادلات غیرخطی را در فضای سو...

15 صفحه اول

حل عددی مسائل مقدار مرزی براساس تقریب سینک و بررسی همگرایی روش

دراین پایان نامه تقریب عددی روش سینک را برای مسائل مقدار مرزی مرتبه دوم و مرتبه چهارم بدست می آوریم . همگرایی روش سینک را بصورت تحلیلی برای این نوع از مسایل بررسی کرده و نشان می دهیم که نسبت همگرایی نمایی است که در آن ‏‎k‎‏ مستقل از ‏‎n‎‏ است . همچنین نحوه کاربرد روش سینک درحل مسائل مقدار مرزی ارائه می گردد. جواب بدست آمده از روش سینک را با جوابهای بدست آمده از روش های عناصر متناهی ، تفاضلات مت...

15 صفحه اول

حل مسائل مقدار مرزی مرتبه دوم با استفاده از روش های هم محلی سینک و سینک - گالرکین

در این پایان نامه، روش هم محلی سینک را برای حل مساله مقدار مرزی دو نقطه ای و دستگاه معادلات دیفرانسیل خطی و غیر خطی از مسائل مقدار مرزی مرتبه دوم معرفی می کنیم. همچنین روش سینک-گالرکین در حل مسائل مقدار مرزی دو نقطه ای مورد استفاده قرار می گیرد. در هر دو روش از تابع پایه ای سینک برای تقریب توابع استفاده می شود. در انتها برای تأیید دقت روش، نتایج عددی با جواب های واقعی مقایسه شده اند.

منابع من

با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

ذخیره در منابع من قبلا به منابع من ذحیره شده

{@ msg_add @}


نوع سند: پایان نامه

دانشگاه تربیت معلم - تهران - دانشکده علوم ریاضی و مهندسی کامپیوتر

میزبانی شده توسط پلتفرم ابری doprax.com

copyright © 2015-2023