变系数情形下Criss-Cross三角形线性元的渐近展式与超收敛

本文讨论了二阶椭圆方程变系数情形下Criss-Cross三角形线性元的超收敛性质,得到了有限元的渐进展式、外推及高精度组合公式等结果.     

高波数问题的超收敛性

 本文考虑求解Helmholtz方程的有限元方法的超逼近性质以及基于PPR后处理方法的超收敛性质.我们首先给出了矩形网格上的p-次元在收敛条件k（kh）^2p+1≤C₀下的有限元解和基于Lobatto点的有限元插值之间的超逼近以及重构的有限元梯度和精确解之间的超收敛分析.然后我们给出了四边形网格上的线性有限元方法的分析.这些估计都给出了与波数k和网格尺寸h的依赖关系.同时我们回顾了三角形网格上的线性有限元的超收敛结果.最后我们给出了数值实验并且结合Richardson外推进一步减少了误差.     

奇异解的校正

一、主要结果文[1]以渐近展开式为基本工具,研究了用线性有限元解的高次插值构造亏量的有限元亏量校正方法,这是有限元高精度算法的重大进展.但文[1]对解的光滑性作了较强的假设,对一些问题,例如凹角域问题,解具有奇异性,文[1]的论证方法无效.本文以超收敛为基本工具,用不同于文[1]的论证方法证明了有限元校正方法可提高凹角域问题有限元解的精度阶.     

一个两点边值奇异问题有限元的超收敛性

有限元的超收敛性在现今有限元收敛理论研究中占有重要地位(参见[1]及所引文献)。本文将讨论如下两点边值奇异问题线性有限元解的超收敛性质。     

抛物型积分-微分方程有限元近似的超收敛性质

1　引　　言有限元超收敛性质在有限元方法的研究中占有重要的地位 .利用超收敛性不仅可提高有限元实际计算的精度 ,而且还可得到后验误差估计 .对于椭圆问题有限元超收敛性质的研究目前已有了较丰富的结果 [1 - 3] ,而对于近年来引起广泛关注的发展型积分 -微分方程[4- 6] ,这方面的研究尚不成熟 .本文将研究一维抛物型积分 -微分方程半离散有限元近似的超收敛性质 ,证明了剖分单元上的 Lobatto点、Gauss点和拟 Lobatto点分别是函数、一阶和二阶导数逼近的超收敛点 ;并且在一定条件下证明了强超收敛二择一定理 ;在每个单元上 ,单元中点或…     

带有阻尼项的非线性抛物积分微分方程的非协调混合有限元方法

研究带有阻尼项的非线性抛物积分微分方程的非协调混合有限元(EQ_1~(rot)+Q_(10)×Q_(01))方法,直接利用单元插值的性质,运用高精度分析和导数转移技巧,导出了半离散格式的超逼近性质,同时利用插值后处理技术,导出了相应的O(h~2)阶整体超收敛结果,并通过构造一个合适的外推格式得到了O(h~3)阶的外推解.     

高波数Helmholtz方程的超收敛分析

本文考虑求解Helmholtz方程的有限元方法的超逼近性质以及基于PPR后处理方法的超收敛性质.我们首先给出了矩形网格上的p-次元在收敛条件k(kh)~(2p+1)≤C_0下的有限元解和基于Lobatto点的有限元插值之间的超逼近以及重构的有限元梯度和精确解之间的超收敛分析.然后我们给出了四边形网格上的线性有限元方法的分析.这些估计都给出了与波数k和网格尺寸h的依赖关系.同时我们回顾了三角形网格上的线性有限元的超收敛结果.最后我们给出了数值实验并且结合Richardson外推进一步减少了误差.     

一类非线性双曲积分微分方程的类Carey元超收敛和外推

利用非协调三角形类Carey元对一类非线性双曲积分微分方程进行了超收敛分析和外推.基于单元的特殊性质,线性三角形元的高精度分析结果,平均值和导数转移技巧,以及插值后处理技术,得到了半离散格式能量模意义下具有O(h~2)阶的超逼近性质和整体超收敛结果.同时,通过构造一个合适的辅助问题,运用Richordson外推格式,导出了具有O(h~4)阶的外推结果.     

Sobolev型方程Wilson元解的高精度分析

本文利用积分恒等式和插值后处理等技术对 Sobolev型方程 Wilson非协调有限元解进行了高精度算法分析 ,获得了解的超逼近性质和插值有限元解的整体超收敛 .在此基础上 ,运用外推与校正方法进一步获得了具有更高精度的近似解及后验误差估计 .     

拟线性Sobolev方程Carey元解的高精度分析

在一种半离散格式下讨论了拟线性Sobolev方程Carey元的超收敛及外推.根据Carey元的构造证明了其有限元解的线性插值与三角形线性元的解相同,再结合线性元的高精度分析和插值后处理技巧导出了超逼近和整体超收敛及后验误差估计.与此同时,根据线性元的误差渐近展开式,构造了一个新的辅助问题,得到了比传统的有限元误差高三阶的外推结果.     

Some superconvergence results of high-degree finite element method for a second order elliptic equation with variable coefficients

In this paper, some superconvergence results of high-degree finite element method are obtained for solving a second order elliptic equation with variable coefficients on the inner locally symmetric mesh with respect to a point x ₀ for triangular meshes. By using of the weak estimates and local symmetric technique, we obtain improved discretization errors of O(h ^p+1 |ln h|²) and O(h ^p+2 |ln h|²) when p (≥ 3) is odd and p (≥ 4) is even, respectively. Meanwhile, the results show that the combination of the weak estimates and local symmetric technique is also effective for superconvergence analysis of the second order elliptic equation with variable coefficients.     

速度—压力的Q2—Q1有限元

本文讨论了Stokes方程的Q_2-Q_1有限元,即速度空间采用双二次分片多项式插值,压力空间采用双一次分片多项式播值.在不满足经典的Babuska-Brezzi条件下,本注记进一步讨论了混合有限元方法和简化积分的罚方法,当解光滑性加强时,分别得到最优阶误差估计式|u-u_h|=O(h_2)及|u-u_h~2|_1=O(h~(2+)),改进了G.F.Carey,J.T.Oden等的结果.     

Superconvergence of Continuous Finite Elements with Interpolated Coefficients for Initial Value Problems of Nonlinear Ordinary Differential Equation

In this paper, n-degree continuous finite element method with interpolated coefficients for nonlinear initial value problem of ordinary differential equation is introduced and analyzed. An optimal superconvergence u - uh = O（h^n＋2）, n ≥ 2, at （n ＋ 1）-order Lobatto points in each element respectively is proved. Finally the theoretical results are tested by a numerical example.     

Local superconvergence of the derivative for tensor‐product block FEM

In this article, we shall discuss local superconvergence of the derivative for tensor‐product block finite elements over uniform partition for three‐dimensional Poisson's equation on the basis of Liu and Zhu (Numer Methods Partial Differential Eq 25 (2009) 999–1008). Assume that odd m ≥ 3, x₀ is an inner locally symmetric point of uniform rectangular partition \begin{align*}\mathcal{T}_{h}\end{align*} and ρ(x₀,?Ω) means the distance between x₀ and boundary ?Ω. Combining the symmetry technique (Wahlbin, Springer, 1995; Schatz, Sloan, and Wahlbin, SIAM J Numer Anal 33 (1996), 505–521; Schatz, Math Comput 67 (1998), 877–899) with weak estimates for tensor‐product block finite elements of degree m ≥ 3 [see Liu and Zhu, Numer Methods Partial Differential Eq 25 (2009) 999–1008] and the finite element theory of Green function in ??³ presented in this article, we propose the \begin{align*}O(h^{m+3}|\ln h|^{\frac{4}{3}}+h^{2m+2}|\ln h|^{\frac{4}{3}}\rho(x_{0},\partial\Omega)^{-m})\end{align*} convergence of the derivatives for tensor‐product block finite elements of degree m ≥ 3 on x₀. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq 28: 457–475, 2012     

高次Galerkin有限元法的超收敛性

通过局部误差估计,对具有光滑边界的二阶常系数椭圆型方程,给出了高次Ｇａｌｅｒｋｉｎ 有限元法的超收敛性． 运用对称技巧和积分恒等式技巧,在局部对称矩形网格或三角形网格上,我们得到了改进的超收敛性（提高１－ ３ 阶）．     

一类临界增长非线性椭圆方程的解

利用非光滑临界点理论 ,本文证明了一类临界增长非线性椭圆方程-div(A(x ,u) ｜ u｜p-2 u) 1pA′u(x ,u) ｜ u｜p =g(x ,u) ｜u｜p -2 u ,u=0 ,　 Ω ; Ω 非平凡正解的存在性 .其中 1 相似文献   

Blowing Up of Sign-changing Solutions to an Elliptic Subcritical Equation

This paper is concerned with the following non linear elliptic problem involving nearly critical exponent (P^k_ε): (-Δ)^ku=K(x)|u|^{(4k/(n-1k))-ε}u in Ω, Δ^{k-1}u=…=Δu=u=0 on ∂Ω, where Ω is a bounded smooth domain in R^n, n≥ 2k+2, k≥ 1, ε is a small positive parameter and K is a smooth positive function in Ω. We construct signchanging solutions of (P^k_ε) having two bubbles and blowing up either at two different critical points of K with the same speed or at the same critical point.     

一类带临界Sobolev指数及有拟超临界Neumann边界条件的椭圆方程正解的多重性

本文讨论了Ω上如下一类带临界增长的椭圆方程在拟超临界的Neumann边界条件下正解的存在性:-Div(| u |p-2 u) =λum up*-1,-| u |p-2 u ν=ψ(x)uq-1,x∈Ω,x∈Ω.这里Ω∈RN,(N≥3)是光滑有界区域, 1≤p < N,0< m < p-1,(N -1)pN - p= p*N-1 ≤q < p*,其中p* =NpN - p是W1,p(Ω)→Ls(Ω)的Sobolev临界指数,p*N-1 =(N -1)pN - p是W1,p(Ω)→Lt( Ω)的在(N-1)维流形上的临界指数,λ>0是一个正参数.     

一个二元丢番图不等式

本文证明了如果1相似文献   

Superconvergence of finite volume element method for elliptic problems

We study the superconvergence of finite volume element (FVE) method for elliptic problems by using linear trial functions. Under the condition of C-uniform meshes, we first establish a superclose weak estimate for the bilinear form of FVE method. Then, we prove that all interior mesh points are the optimal stress points of interpolation function and further we give the superconvergence result of gradient approximation: $\displaystyle {\max _{P\in S}}\left |\left (\nabla u-\overline {\nabla }u_{h}\right )(P)\right |=O\left (h^{2}\right )\left |\ln h\right |$ , where S is the set of mesh points and $\overline {\nabla }$ denotes the average gradient on elements containing vertex P.