Sobolev方程的CN全离散化有限元格式

首先给出Sobolev方程关于时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散格式,然后直接从时间二阶精度的CN时间半离散格式出发,构造CN全离散化的有限元格式,并给出这种时间二阶精度的CN全离散化有限元解的误差估计.本文研究方法使得理论证明变得更简便, 也是处理Sobolev方程的一种新的尝试.     

伪双曲方程的新分裂式正定混合元方法

提出一类二阶伪双曲型方程的新的分裂正定式混合有限元方法.给出了半离散和全离散格式误差估计及其格式的稳定性.与传统的混合元相比,所提出的格式有几个优点:首先所提出的格式能够分裂成两个独立的积分微分子格式并且不需要求解匹配方程组系统;其次不必满足LBB相容性条件.     

粘弹性方程全离散化有限体积元格式及数值模拟

本文利用有限体积元方法研究二维粘弹性方程, 给出一种时间二阶精度的全离散化有限体积元格式, 并给出这种全离散化有限体积元解的误差估计, 最后用数值例子验证数值结果与理论结果是相吻合的. 通过与有限元方法和有限差分方法相比较, 进一步说明了全离散化有限体积元格式是求解二维粘弹性方程数值解的最有效方法之一.     

带有对流项Sobolev方程的基于两个变换的Crank-Nicolson分裂正定混合有限元方法(英文)

本文研究和讨论了含对流项二阶Sobolev方程的一个新的分裂正定混合有限元方法.引入两个变换:q=u_t和σ=α(x)▽u+b(x)▽u_t,解关于▽u的常微分方程σ=α(x)▽u+b(x)▽u_t,将Sobolev方程转换成含有三个变量的一阶积分微分系统.在这个积分微分系统中,关于实际压力σ的方程是独立对称正定的,并可以独立于变量u和q=u_t求解,然后可以求解出变量u和q.推导了半离散和Crank-Nicolson全离散先验误差估计和稳定性.最后,通过一些数值结果验证了新的分裂正定混合有限元方法的可行性.     

拟抛物方程的两类分裂正定混合元方法

本文对拟抛物方程构造两种分裂对称正定混合元方法.通过适当选取变分形式,格式分裂成两个独立对称正定子格式,并且方法不需要验证LBB条件.收敛性分析表明方法关于变量u和引进的变量σ分别具有L 2(Ω)和H(div;Ω)范数意义下的最优收敛阶.最后,通过数值实验验证了方法的有效性.     

非定常Stokes方程的全离散稳定化有限元格式

本文研究二维非定常Stokes方程全离散稳定化有限元方法.首先给出关于时间向后一步Euler半离散格式,然后直接从该时间半离散格式出发,构造基于两局部高斯积分的稳定化全离散有限元格式,其中空间用P_1—P_1元逼近,证明有限元解的误差估计.本文的研究方法使得理论证明变得更加简便,也是处理非定常Stokes方程的一种新的途径.     

粘弹性波动方程的H1-Galerkin时空混合有限元分裂格式

构造一维粘弹性波动方程的H¹-Galerkin时空有限元分裂格式.这种新的分裂格式在时空两个方向同时利用有限元离散,具有H¹-Galerkin混合有限元方法和时空有限元方法的优点,如在不受LBB相容性条件限制的同时能够高精度逼近流体的压力和达西速度,有限元空间可以利用不同次数的多项式空间,能同时得到时间和空间两个变量的形式高阶精度等.通过构造时空投影算子并讨论其相关逼近性质,证明了解的存在唯一性和稳定性,给出混合时空有限元解的误差估计,给出数值算例验证了理论推导结果的合理性和算法的有效性,并和传统H¹-Galerkin方法做比较,得到了更小的误差和超收敛阶.     

二维土壤溶质输运方程基于POD方法的降阶CN有限元外推算法

首先给出二维土壤溶质输运方程时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式和时间二阶精度的全离散化CN有限元格式及其误差分析.然后利用特征投影分解(proper orthogonal decomposition,简记为POD)方法对二维土壤溶质输运方程的经典CN有限元格式做降阶处理,建立一种具有足够高精度、自由度很少的降阶CN有限元外推格式,并给出这种降阶CN有限元解的误差估计和外推算法的实现.最后用数值例子说明数值结果与理论结果是相吻合的.     

非饱和土壤水流问题的CN有限元格式

首先给出二维非饱和土壤水流问题基于Crank-Nicolson(CN)方法的具有时间二阶精度的半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN有限元格式,并给出误差估计,最后用数值例子说明全离散化CN有限元格式的优越性.这种方法可以绕开关于空间变量的半离散化格式的讨论,提高时间离散的精度,极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.     

二维土壤溶质输运问题的CN有限元法

首先给出二维土壤溶质输运问题时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN有限元格式,并给出CN有限元解的误差分析,最后用数值例子验证全离散化CN有限元格式的优越性.这种方法提高了时间离散的精度,并极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.而且方法绕开对空间变量半离散化有限元格式的讨论,使得理论研究更简便.     

A stabilized Crank-Nicolson mixed finite element method for non-stationary parabolized Navier-Stokes equations

In this study, a time semi-discrete Crank-Nicolson (CN) formulation with second-order time accuracy for the non-stationary parabolized Navier-Stokes equations is firstly established. And then, a fully discrete stabilized CN mixed finite element (SCNMFE) formulation based on two local Gauss integrals and parameterfree with the second-order time accuracy is established directly from the time semi-discrete CN formulation. Thus, it could avoid the discussion for semi-discrete SCNMFE formulation with respect to spatial variables and its theoretical analysis becomes very simple. Finaly, the error estimates of SCNMFE solutions are provided.     

A STABILIZED CRANK-NICOLSON MIXED FINITE VOLUME ELEMENT FORMULATION FOR THE NON-STATIONARY PARABOLIZED NAVIER-STOKES EQUATIONS

A time semi-discrete Crank-Nicolson(CN) formulation with second-order time accuracy for the non-stationary parabolized Navier-Stokes equations is firstly established.And then, a fully discrete stabilized CN mixed finite volume element(SCNMFVE) formulation based on two local Gaussian integrals and parameter-free with the second-order time accuracy is established directly from the time semi-discrete CN formulation so that it could avoid the discussion for semi-discrete SCNMFVE formulation with respect to spatial variables and its theoretical analysis becomes very simple. Finally, the error estimates of SCNMFVE solutions are provided.     

非饱和土壤水流方程的CN广义差分法

首先给出二维非饱和土壤水流方程时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散化格式,然后直接从CN时间半离散化格式出发,建立具有时间二阶精度的全离散化CN广义差分格式,并给出误差分析,最后用数值例子验证全离散化CN广义差分格式的优越性.这种方法能提高时间离散的精度,极大地减少时间方向的迭代步,从而减少实际计算中截断误差的积累,提高计算精度和计算效率.而且该方法可以绕开对空间变量的半离散化广义差分格式的讨论,使得理论研究更简便.     

半导体器件瞬态模拟的对称正定混合元方法

提出具有对称正定特性的混合元格式求解非稳态半导体器件瞬态模拟问题。提出一个最小二乘混合元方法、一个新的具有分裂和对称正定性质的混合元格式和一个解经典混合元方程的对称正定失窃工格式求解电场位势和电场强度方程;提出一个最小二乘混合元格式求解关于电子与空穴浓度的非稳态对流扩散方程,浓度函数和流函数被同时求解;采用标准的有限元方法求解热传导方程。建立了误差分析理论。     

A pod reduced-order spdmfe extrapolating algorithm for hyperbolic equations

In this article, a proper orthogonal decomposition (POD) method is used to study a classical splitting positive definite mixed finite element (SPDMFE) formulation for second-order hyperbolic equations. A POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm with lower dimensions and sufficiently high accuracy is established for second-order hyperbolic equations. The error estimates between the classical SPDMFE solutions and the reduced-order SPDMFE solutions obtained from the POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm are provided. The implementation for solving the POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm is given. Some numerical experiments are presented illustrating that the results of numerical computation are consistent with theoretical conclusions, thus validating that the POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm is feasible and efficient for solving second-order hyperbolic equations.     

Splitting positive definite mixed element method for viscoelasticity wave equation

A splitting positive definite mixed finite element method is proposed for second-order viscoelasticity wave equation. The proposed procedure can be split into three independent symmetric positive definite integro-differential sub-system and does not need to solve a coupled system of equations. Error estimates are derived for both semidiscrete and fully discrete schemes. The existence and uniqueness for semidiscrete scheme are proved. Finally, a numerical example is provided to illustrate the efficiency of the method.     

A POD REDUCED-ORDER SPDMFE EXTRAPOLATING ALGORITHM FOR HYPERBOLIC EQUATIONS

In this article, a proper orthogonal decomposition （POD） method is used to study a classical splitting positive definite mixed finite element （SPDMFE） formulation for second- order hyperbolic equations. A POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm with lower dimensions and sufficiently high accuracy is established for second-order hyperbolic equations. The error estimates between the classical SPDMFE solutions and the reduced-order SPDMFE solutions obtained from the POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm are provided. The implementation for solving the POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm is given. Some numerical experiments are presented illustrating that the results of numerical computation are consistent with theoretical conclusions, thus validating that the POD reduced-order SPDMFE extrapolating algorithm is feasible and efficient for solving second-order hyperbolic equations.