基于Adomian分解法对福克—普朗克方程解的研究

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福克-普朗克方程(简称FP方程)在天体物理、量子光学、核等许多自然科学领域都有着重要地位,所以许多科学家都试图研究该方程的有效解的问题。Adomian分解法主要是用于求解线性和非线性方程近似解,通过一些科学家理论推理,证明Adomian分解法比其它解方程的方法更快速且得到的近似解的精度更高,该近似解还可以以任意所需的高精度来逼近真解。本文研究在Adomian分解法下FP方程解的问题,FP方程主要是由漂移系数A(x)和扩散系数B(x)所确定的方程。我们采用Adomian分解法,研究系数给定的FP方程时,研究内容和结果如下:(1)前人在解一维线性与时间无关的FP方程时,方程中的A(x)和B(x)为给定的具体实数,本文对前人的工作进行了深入研究,A(x)、B(x)扩展为任意实数所确定的FP方程。证明利用Adomian分解法得到的近似解与该方程的解析解相同。利用Adomian分解法解一维线性与时间有关且A(x,t)=e’cot(x)cos(x)+e’sin(x)一cot(x)和B(x,t)=e’cos(x)的FP方程,得到的近似解也同样和解析解相同。(2)利用Adomian分解法解二维线性与时间无关且漂移系数A1(x1,x2)=a1x1,A2(x1,x2)=b1x2和扩散系数为B1,1(x1,x2)=a2x22,B1,2(x1,x2)=x1,B2,1(x1,x2)=x2,B2,2(x1,x2)=b2x22所确定的FP方程,得到的近似解与方程的解析解相同。但在二维线性与时间有关漂移系数为A1(x1,x2,t)=(x1+x2)t,A2(x1,x2,t)=x1t和扩散系数为B1,1(x1,x2,t)=a, B1,2(x1,x2,t)=x1, B2,1(x1,x2,t)=b,B2,2(x1,x2,t)=x2的FP方程,用Adomian分解法不能得到该方程近似解的具体表达式,但是可得到近似解分解量的具体形式,这些分解量之和与精确解之间的误差值可根据所选择的自变量的不同而不同,本文给出的误差值的变化范围在10-15到0.1之间。(3)对于一维和二维非线性系数给定的FP方程,利用Adomian分解法得到的近似解和它们的解析解相同。
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