偏微分方程数值解(张梦萍, 蒋琰) 2023秋 2022秋 2021秋  课程号:MATH5010P02
2023秋 2022秋 2021秋  课程号:MATH5010P02
4.6(5人评价)
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:一般
选课类别:基础 教学类型:理论课
课程类别:研究生课程 开课单位:数学科学学院
课程层次:本研贯通   学分:4.0
课程主页:暂无(如果你知道,劳烦告诉我们!)
排序 学期

评分 评分 5条点评

欢乐马2 2023秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:超好
  • 收获大小:很多
  • 难度:中等
  • 作业:中等
  • 给分:超好
  • 收获:很多

看了看没有2023学期的评价,写一个(非科大本科的研一学生角度)

课程体验

作为和FEM并为计算数学第一学期必选的课,种种毛病(胡乱的板书,增量式更新PPT,小错误繁多)前人之述备矣,不再赘述。这学期张老师主讲模型方程部分(比以往好像更少了),从适定性之后均为蒋老师主讲。可能是模型方程部分比较简单,张老师讲的明显偏划水,简单的内容讲的太仔细,难的内容反而又几句带过,到后面讲到基于积分的差分方法和网格均值的差分方法以及什么ADI之类的,配合上乱七八糟的板书听的是一头雾水(看到之前的评论说要板书都记下来,这部分板书大都没有仔细推导,抄不抄其实差不多)

到了蒋老师主讲的部分,明显逻辑清晰重点突出了,板书虽然乱点至少有很多细节推导,记下来还是有很多帮助的(这部分板书我都记下来的)唯一的缺点可能是速度比较快,加上没有录课,经常一低头记笔记抬头就不知道讲到哪了,建议能有个录课。不懂得下课可以问老师,老师解答很清楚。总之课程前半部分体验一般般,后半部分要好一点,整体体验差强人意。

作业也就一开始多一点,还有四五次程序作业,后面作业也不多了。助教没啥可说的很负责,习题答案整理的非常好,点赞!!!

考试内容

这门课考试的一大问题就是内容实在太多太杂,老师不太划重点,除了课后习题也没啥参考题目。定理巨多,复习起来很要命。今年的题目很难,计算很大,题目如下,给后面选课的同学一点参考(不太记得了)

  1. 复的待定系数的方程,分析PDE色散耗散,数值格式色散耗散,数值解色散耗散
  2. 四个小题,方程L2稳定性,能量稳定性,最大模稳定性,反正一整套啥都有
  3. 三个小题,好像是初边值问题设计差分格式,再分析最大模相容性和收敛性之类的
  4. 两个小题,TVD条件判断,分析Roe格式的TVD条件

整体试卷很难,我每一道题都大概只能做一半。老师延长了时间但还是不会写。结合之前学期的考试,方程组适定性分析好像一直没考过,守恒型格式和色散耗散一定会考。

给分

超级无敌好,给老师和助教磕头。我卷面60左右,总评给捞到了80多,看之前有本科生同学评论说给分一般,可能老师会专门奶研究生吧,总之感谢老师不杀之恩。

整体体验大概就是这样,这门课程内容还是挺重要的,建议以后准备做NPDE的同学还是得(捏着鼻子)好好学吧。

(最后修改于 6 2 复制链接
invisible出分了,感觉被捞了一手还行
欢乐马2回复 @invisible: 同,感谢老师感谢助教
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ChristineLee 2022秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:中等
  • 给分好坏:超好
  • 收获大小:一般
  • 难度:中等
  • 作业:中等
  • 给分:超好
  • 收获:一般

写在前面:本点评基于一个将来不从事PDE数值解研究的大四咸鱼视角。

个人认为这门课属于介绍性课程,所以有相当多的细节并没有详细论述,如果以后从事这方面的研究可以等需要了解时去查找资料,出于应试目的的话完全可以忽略。以下将对本学期授课的每一章节进行评论并提出个人遇到的困惑。

张老师讲的内容:

第1章 绪论

没啥好说的

第2章 Fourier级数和三角插值

一开始讲了几个数学分析里面傅里叶级数收敛性的定理(逐点和依L2模),如果忘记了完全可以回头翻数分教材。之后介绍了离散情形下的差分算子、三角插值等内容,后面有几条关于Fourier系数和三角插值的系数的定理挺难的,特别是证明,这也是这一章我感到迷惑的地方,不过考试没考,以后也应该不会考。

第3章 对流方程的常见格式构造与性质分析

本章先提出了一个对流方程(u_t=u_x)初值问题,然后介绍了经典分析方法:先假设初值是一个谐波,再考虑一般的初值(可以展开成Fourier级数)。这里需要理解一下特征线的含义。然后给了个FTCS格式,提出了一个困难:初值有微小变化时对解的影响会非常大,从而引出了格式稳定性的定义,由此引入了增长因子Q的概念。这里一定要学会往格式里代入一个谐波然后求出Q,因为之后遇到格式稳定性分析基本都是算出Q让它的模≤1即可。然后讲了一个差分近似解收敛于真解的定理,这里让我感到非常迷惑,因为给了3个前提条件,并且证明过程又臭又长还都用上了,看了好久加上和助教讨论才看懂证明。接着介绍了蛙跳格式,然后其神奇的稳定性分析又让我emo了一次,作业也让我证这格式稳定,书上各种Taylor展开保留余项更让我感觉头晕目眩。此后讲了CFL条件、隐式格式,比较好理解。接下来的截断误差的定义又让我不是很懂这是在讲啥,不过截断误差这块做几道题就知道该怎么算了。接下来是我一学期都没搞明白的用积分形式构造有限差分格式,这一部分内容我是真没想明白怎么保证精度的,直接放弃思考了。然后讲了二维情形的方程,跟前面差不多,只不过换了一本书,符号跟之前还不太一样,需要重新适应一下,并且作业更加迷惑。

第4章 扩散方程

本章提出了扩散方程(u_t=u_xx)初值问题,依然介绍了各种格式,蛙跳依然抽象,还有积分形式构造差分格式,我也放弃思考了。后面也讲了二维的情形,也讲了一些神奇的方法,比如ADI格式,这些看起来很繁杂但是还是可以理解的,会算Q就行了。3,4章一定要会的就是会算增长因子Q,算截断误差和整体误差,算CFL条件。其中算整体误差(CFL条件)时还需要自己估参数条件使格式收敛(满足CFL条件)。

第5章 适定性分析、差分方法各种性质、色散性与耗散性

这是本学期最迷惑的一章。适定性分析的各种乱七八糟的定理这里就不说了,证明还难得一p。说一下适定性分析这里比较容易让人迷惑的点:1. 方程从前两章的一个方程变成了方程组(即u变成了一个向量函数),空间维数也不只是1维或者2维,所以抽象的求导算子让人一开始可能很难想象这个PDE方程组到底长啥样;2. 奇特的e的矩阵指数——e^A,这玩意数分和线代里都没有学过,当时学微分方程1时遇到这玩意也被搞得非常迷惑,实际上应该需要一些泛函理论来支撑的,但是大家都应该没有仔细研究过这玩意,所以在大量证明中出现e^A这种玩意我都不知道为啥可以这样证出来,只能硬着头皮背下来。下面差分格式性质的介绍我也学得很晕,导致考试出了个按无穷模相容我没反应过来啥意思。后面色散性和耗散性由于缺乏物理背景我只能硬背定义,格式的数值色散和数值耗散往往要Taylor展开分析,这对数理基础不够扎实的来说真是不小的挑战,不过考试放水没考这俩。MPDE方法听不懂,放弃思考。

蒋老师讲的内容:

第6章 变系数/非线性方程

第7章 非线性双曲守恒律方程

第8章 偏微分方程初边值问题

蒋老师上课的内容我考试没复习先懒得写了,听课感觉比张老师的会好一些,但是仍对她介绍的那些概念感到很不明觉厉,如果光从应试的角度来说,背定义和课堂笔记就好了,也不用管这些东西的动机是啥。

平时的书面作业我都是混进往年群找答案抄的,抄的时候会看一下,基本没有独立完成的时候,除非往年没布置过,那就只能乱写了,很多题目真的抽象。程序作业大多比较简单,就是用给定格式求数值解画图比较。最后期末考试考了比较简单的适定性分析和色散性耗散性分析、算Q和截断误差还有整体误差以及初边值问题按无穷模相容格式构造、还有40分蒋老师讲的内容(其实就是课堂讲过的,把笔记背下来就都会做,可惜我没复习)。蒋老师讲的我没怎么复习,空了一整题,那个相容格式我没构造出来,最后估计考了50左右吧,总评给了82,奶到令我感觉不可置信。

总结就是该会算的要会算,该背的要背,这门课就可以混过去了,没法理解的就别管了。

4 0 复制链接
匿名用户 2022秋
  • 课程难度:中等
  • 作业多少:很少
  • 给分好坏:一般
  • 收获大小:一般
  • 难度:中等
  • 作业:很少
  • 给分:一般
  • 收获:一般

出分了,总评72,只能说我非常庆幸自己是在大四而不是研一修了这门课。

先谈谈给分的问题,我是每次书面作业和编程作业按时完成,小测也是全部完成的,期末考试虽然考得不好,但自觉应该是属于中游偏下的位置,不是差到离谱的程度。

这个分数如果是本科生课,我也不会感觉太离谱,顶多算老师不捞人,但是放在研究生课里,72就是不及格的成绩了,我有点吓出一身冷汗的感觉。我也不知道老师是因为大四学生不需要绩点所以才给低了,还是对研究生学长们也是一样的给分,总之给分确实是很一般。

然后是授课的问题,这个课看ppt也不是,做笔记也不是,这门课的ppt只起大纲作用,把定理之类的东西给你列上去,但是不会写证明和计算的部分,而是由老师写板书补充。但是课后作业恰恰就是让你去做这些证明和计算的工作。结果就是我在课上来不及做笔记,回去看ppt又一头雾水,最后只能全靠自学。

对比而言,我这学期上了徐岩老师的FEM课程,那边的难度应该是要显著高于这边的,但是那个课做笔记是很舒服的,我在考试前有充分的复习资料,再加上徐老师给分比较奶,最后分数竟然还比这边要高不少,我自觉学到的东西也更多。

感叹一下,这学期开的两门计数方向课程真是一个鲜明的对比,授课内容相近,课时又相同,一下子就让人体会到上课体验的好与差之分了。

(最后修改于 1 0 复制链接

张梦萍

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