基本信息
- 项目名称：
- 孤立波方程数值模拟器的研制
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 该软件整合了多个工程和科学研究中经常会遇到的问题，并对其解的情况进行了模拟，提供了3D和2D视图以及一些对图形的操作，为工程人员和算法设计人员提供了便利，填补了Matlab等商业软件在这方面的空白，同时该软件对学校教学也有一定的价值.
- 详细介绍：
- 该软件模拟了多个工程中会遇到的方程的解的情况，如：KdV方程，非线性薛定谔方程，Sine-Gordon方程等.我们采用的算法是根据我院资深老师的论文著作得到的，大多采用多辛算法，因为其在长时间模拟的良好形态.可以通过选择方程的不同参数来模拟具体的问题，使得该软件的适用面更广泛.该软件对解提供了2D和3D两种视图，以及一些图形操作，比如旋转，拉伸，另存等，方便使用者根据实际需要选择模式.
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 作品设计、发明的目的： 光纤传输,医学成像, 海底探测,材料结晶,微磁模拟等都可以使用孤立波模拟软件. 我们将设计友好的界面,使得工程人员可以方便使用该模拟器.科学研究人员,甚至是专门的算法设计人员,也往往需要比较现有的算法和他们新设计算法的优劣,他们也可以方便使用我们设计的数值模拟器.该产品对学校教学也有一定价值,可以应用于孤立波方程的教学和数值方法的教学中. 另外，因为现在还没有一套类似的产品,如果界面足够友好,使用方便,该软件可以填补象Matlab等一些大型商业软件的空白. 基本思路： 我们将基于数值算法,少量简单情形采用解析方法. 以差分离散为基础,比较这些孤立波方程现有的各种数值算法, 找到较好的算法, 设计这些方程的模拟软件. 有可能的话, 我们也将加入有限元的算法和三角谱方法, 让用户有更多的选择空间. 创新点： 项目的设计想法来之实际需要,能解决工程中和科学研究中急需解决的问题,填补数值模拟软件(如Matlab等)中的空白. 技术关键和主要技术指标： 模拟器的好坏除了界面的友好程度外,非常重要的一点是好的算法设计和选择, 好的算法是基础也是关键. 重要的技术指标在于该软件包含孤立波方程的个数和同个方程的参数类型数和数值模拟的分辨率
科学性、先进性
- 项目的科学性: 目前偏微分方程的主要的数值算法是差分算法,有限元方法和谱方法. 相对而言, 差分方法简单有效,益于实现.孤立波方程的进程方程依赖于时间, 进程方程的差分算法已经相对成熟, 我们可以采用的算法也有很多选择. 指导教师某某教授多年从事孤立波方程高性能算法的研究, 了解该领域的发展概况和趋势,他可以为我们提供具体方程的具体算法. 另外有限元方法也是我院的优势方向之一,可以得到相关老师的科学指导和一些具体方程的具体算法以及编程的技巧细节. 分辨率的提高主要依赖于算法最后求解代数(线性)方程组的规模. 指导教师某某教授是国内数值代数的知名专家, 他将会为我们求解大型稀疏线性代数方程组提供科学的建议和算法. 项目的先进性: 我们采用的算法和求解大型稀疏线性代数方程组的算法都是通过比较得到的或者是最新文献的结果.我们使用的编程语言是通用的C++.
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 暂无
作品可展示的形式
- 实物、产品；现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 该项目的成果可以应用的领域很宽泛,光纤传输,医学成像, 海底探测,材料结晶,微磁模拟等都可以使用孤立波模拟软件. 我们将设计友好的界面,使得工程人员可以方便使用该模拟器.科学研究人员,甚至是专门的算法设计人员,也往往需要比较现有的算法和他们新设计算法的优劣,他们也可以方便使用我们设计的数值模拟器.该产品对学校教学也有一定价值,可以应用于孤立波方程的教学和数值方法的教学中. 另外，因为现在还没有一套类似的产品,如果界面足够友好,使用方便,该软件可以填补象Matlab等一些大型商业软件的空白.
同类课题研究水平概述
- 世界范围内研究孤立波方程已经热门了很多年了, 而且还将继续热门. 我校数科院很多老师的研究方向都直接与孤立波方程相.他们研究各自感兴趣的问题，没有联合起来形成一套能方便使用的集成模拟器.但他们的研究成果可以很好的借鉴到本课题的研究来，为我们的数值模拟器提供科学的坚实基础。
