一类二阶偏微分方程边值问题解的相似构造法
Similar Construction Method for Solution of a Class of Second-Order Partial Differential Equation Boundary Value Problems
摘要: 本文针对一类二阶偏微分方程边值问题,提出一种基于相似结构的求解方法。该方法通过定解方程的基础解系构造引解函数,再将其结合边界条件系数形成相似核函数,进而得到完整解式。所得解呈现稳定的连分式结构,不随外边界条件形式的变化而改变其整体框架。该方法避免了传统求解中繁琐的推导过程,使解析解构造更为简洁高效,并具有良好的统一性和适用性。
Abstract: This paper proposes a similarity-based method for solving a class of second-order partial differential equation boundary value problems. The method constructs guiding functions from the fundamental solution system of the governing equation and then combines them with boundary-condition coefficients to form a similarity kernel function, from which the complete analytical solution can be systematically derived. The resulting solutions exhibit a stable continued-fraction structure whose overall framework remains unchanged despite variations in the form of the external boundary conditions. This approach avoids the cumbersome derivations required by traditional solution methods, making the construction of analytical solutions more concise and efficient, while offering strong consistency and broad applicability.
文章引用:谢佳佳. 一类二阶偏微分方程边值问题解的相似构造法[J]. 理论数学, 2026, 16(4): 46-52. https://doi.org/10.12677/pm.2026.164090

参考文献

[1] 徐文昭. 基于相似结构的分形油藏试井分析模型解及其分析软件的研制[D]: [硕士学位论文]. 成都: 西华大学, 2008.
[2] 暴喜涛. 双孔油藏球向非线性渗流模型的相似构造法的研究[D]: [硕士学位论文]. 成都: 西华大学, 2013.
[3] 李顺初, 张建军. 分形双孔介质油藏试井分析解的相似结构[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2006, 25(1): 40-43.
[4] 黄荣军. 多层油藏渗流模型解的相似构造法研究[D]: [硕士学位论文]. 成都: 西华大学, 2014.
[5] 李全勇, 李顺初, 李伟, 等. 基于相似结构的双孔合采油藏模型和求解[J]. 大学数学, 2013, 29(1): 56-60.
[6] 李顺初. 二阶常系数齐次线性微分方程边值问题的解的相似结构[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2007(1): 84-85+104.
[7] 李顺初. 二阶齐次线性微分方程的边值问题的解的相似结构[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2009, 28(5): 40-41+90.
[8] 李顺初. 微分方程解的相似结构初探与展望[J]. 西华大学学报(自然科学版), 2010, 29(2): 223-226+238.
[9] 陈宗荣. 复合变型Bessel方程的一类边值问题的相似构造算法设计[J]. 电子科技大学学报, 2012, 41(3): 459-462.
[10] 黄荣军, 李顺初, 许东旭. 求解第一种Weber方程边值问题的相似构造法[J]. 绵阳师范学院学报, 2012, 31(11): 1-5+15.
[11] 郑鹏社, 杨雨, 李顺初, 等. 三区复合型Tschebycheff方程边值问题的相似构造法[J]. 徐州工程学院学报(自然科学版), 2022, 37(4): 8-14.
[12] 郑鹏社, 杨雨, 李顺初. 三区复合型连带Legendre方程边值问题的相似构造法[J]. 温州大学学报(自然科学版), 2023, 44(3): 11-19.
[13] Li, S.C., Zhao, C.C., Zheng, P.S., et al. (2019) Analysis of Oil and Gas Flow Characteristics in the Reservoir with the Elastic Outer Boundary. Journal of Petroleum Science and Engineering, 175, 280-285. [Google Scholar] [CrossRef
[14] Zheng, P.S., Tang, J., Leng, L.H., et al. (2022) Solving Nonlinear Ordinary Differential Equations with Variable Coefficients by Elastic Transformation Method. Journal of Applied Mathematics and Computing, 69, 1297-1320. [Google Scholar] [CrossRef
[15] Sun, C.Y., Zheng, P.S., Qian, X., et al. (2023) Similar Construction Method for Non-Newtonian Power-Law Fluid Seepage Models with Elastic Outer Boundary Conditions. Archive of Applied Mechanics, 93, 3609-3624. [Google Scholar] [CrossRef
[16] 刘式适, 刘式达. 特殊函数[M]. 第2版. 北京: 气象出版社, 2002.