Cantitate/Preț
Produs

Applied Numerical Methods for Partial Differential Equations: Texts in Applied Mathematics, cartea 78

Autor Carl L. Gardner
en Limba Engleză Hardback – 22 oct 2024

Evoluția calculului științific modern a impus trecerea de la metodele numerice tradiționale către algoritmi capabili să gestioneze sisteme neliniare complexe și fenomene haotice. Applied Numerical Methods for Partial Differential Equations reflectă această tranziție, oferind un cadru riguros pentru stăpânirea ecuațiilor diferențiale cu derivate parțiale (PDE) prin tehnici de ultimă generație. Ne-a atras atenția modul în care Carl L. Gardner prioritizează eficiența computațională, integrând metode precum TRBDF2 pentru difuzie neliniară și WENO3 pentru dinamica gazelor, subiecte care lipsesc adesea din manualele introductive.

Apreciem structura progresivă a volumului, care debutează cu o analiză a consistenței și stabilității, fundamentale pentru orice model numeric, înainte de a trece la capitole dedicate problemelor cu valori inițiale (IVP) și la limită (BVP). Organizarea pe tipuri de ecuații — parabolice, eliptice, hiperbolice și de tip mixt — permite o navigare facilă și o aplicabilitate directă în discipline diverse, de la biologie la inginerie aerospațială. Această lucrare reprezintă o alternativă solidă la Computational Partial Differential Equations Using MATLAB® pentru cursurile de analiză numerică, cu avantajul unei concentrări sporite pe metode avansate precum GMRES și simularea jeturilor supersonice 2D.

Spre deosebire de alte texte care se limitează la teorie, ediția 2025 publicată de Springer în seria Texts in Applied Mathematics pune la dispoziția cititorului 34 de programe MATLAB originale. Acestea nu sunt simple demonstrații, ci instrumente de lucru care permit validarea imediată a celor 93 de probleme incluse. Credem că includerea celor opt proiecte semestriale transformă acest volum dintr-un manual teoretic într-un ghid practic esențial pentru cercetarea aplicată.

Citește tot Restrânge

Din seria Texts in Applied Mathematics

Preț: 36337 lei

Puncte Express: 545

Carte disponibilă

Livrare economică 27 mai-10 iunie
Livrare express 12-16 mai pentru 4074 lei


Specificații

ISBN-13: 9783031696299
ISBN-10: 3031696298
Pagini: 240
Ilustrații: Approx. 200 p. 75 illus.
Dimensiuni: 160 x 241 x 19 mm
Greutate: 0.53 kg
Ediția:2025
Editura: Springer
Colecția Texts in Applied Mathematics
Seria Texts in Applied Mathematics

Locul publicării:Cham, Switzerland

De ce să citești această carte

Această lucrare este ideală pentru studenții de la master și cercetătorii care doresc să treacă rapid de la teoria matematică la implementarea numerică eficientă. Cititorul câștigă acces la metode de calcul de vârf (WENO3, TRBDF2) și la un set complet de coduri MATLAB, esențiale pentru modelarea fenomenelor fizice complexe. Este o resursă indispensabilă pentru cei care vizează o carieră în inginerie, fizică sau matematică aplicată.


Despre autor

Carl L. Gardner este un specialist recunoscut în domeniul matematicii aplicate, cu o expertiză vastă în modelarea numerică a transportului de sarcină în semiconductori și în dinamica fluidelor. Contribuțiile sale academice se concentrează pe dezvoltarea algoritmilor de înaltă rezoluție pentru ecuațiile hidrodinamice și de difuzie-drift. În această lucrare, Gardner își folosește experiența didactică și de cercetare pentru a sintetiza metode complexe într-un format accesibil studenților, punând accent pe utilizarea programării MATLAB ca instrument central de investigație științifică.


Descriere scurtă

The aim of this book is to quickly elevate students to a proficiency level where they can solve linear and nonlinear partial differential equations using state-of-the-art numerical methods. It covers numerous topics typically absent in introductory texts on ODEs and PDEs, including:
  • Computing solutions to chaotic dynamical systems with TRBDF2
  • Simulating the nonlinear diffusion equation with TRBDF2
  • Applying Newton’s method and GMRES to the nonlinear Laplace equation
  • Analyzing gas dynamics with WENO3 (1D Riemann problems and 2D supersonic jets)
  • Modeling the drift-diffusion equations with TRBDF2 and PCG
  • Solving the classical hydrodynamic model (electro-gas dynamics) with WENO3 and TRBDF2
The book features 34 original MATLAB programs illustrating each numerical method and includes 93 problems that confirm results discussed in the text and explore new directions. Additionally, it suggests eight semester-long projects.
 
This comprehensive text can serve as the basis for a one-semester graduate course on the numerical solution of partial differential equations, or, with some advanced material omitted, for a one-semester junior/senior or graduate course on the numerical solution of ordinary and partial differential equations. The topics and programs will be of interest to applied mathematicians, engineers, physicists, biologists, chemists, and more.
 

Cuprins

1 Overview.- 2 Consistency, Stability, Convergence.- 3 Numerical Methods for ODE IVPs.- 4 Numerical Methods for ODE BVPs.- 5 Overview of PDEs.- 6 Numerical Methods for Parabolic PDEs.- 7 Numerical Methods for Elliptic PDEs.- 8 Numerical Methods for Hyperbolic PDEs.- 9 Numerical Methods for Mixed Type PDEs.- A Useful Mathematical Formulas.- B Norms and Condition Number.- References.- Index .

Notă biografică

Carl Gardner is an Emeritus Professor of Mathematics at Arizona State University, where he taught and did research in Computational Mathematics for 30 years.  Previously he held positions at Bowdoin College, NYU, and Duke University.Professor Gardner's research focuses on computational and theoretical fluid dynamics and the numerical solution of nonlinear partial differential equations.  His primary application areas are charge transport in quantum semiconductor devices, ion transport in biological cells (modeling ionic channels as well as synapses), and supersonic flows in astrophysical jets (modeling interactions of jets with their environments and star formation).  These problems are governed by coupled systems of nonlinear partial differential equations, and exhibit complex fluid dynamical phenomena involving nonlinear wave interactions.

Caracteristici

Rapidly advances students to the level where they can solve (systems of) nonlinear partial differential equations Provides model programs in MATLAB illustrating each of the numerical methods Emphasizes scientific applications, especially fluid and gas dynamics