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.     

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.     

粘弹性方程一种新的分裂正定混合元法

本文用分裂正定混合有限元方法研究二阶粘弹性方程. 首先构造一种新的分裂正定混合变分形式和基于这种分裂正定混合变分形式关于时间的半离散格式, 然后绕开关于空间变量的半离散化格式, 直接从时间半离散出发构造出全离散化的分裂正定混合有限元格式, 并给出这种分裂正定混合有限元解的误差估计. 这种研究思路使得理论论证变得更简单,这是处理二阶粘弹性方程的一种新的尝试.     

对流占优的Sobolev方程的投影稳定化有限元方法

对于对流占优的Sobolev方程,提出了一种新的投影稳定化有限元方法,建立了半离散和全离散的投影稳定化格式,给出了解的稳定性和收敛性分析.该方法能够有效克服对流占优,与内罚方法相比,投影格式更简单,计算量更小,且得到的C—N格式是无条件稳定的,时间精度达到了二阶.最后,通过实验证明,数值结果与理论结果完全一致.     

Sobolev方程的一类低阶非协调元高精度全离散格式分析

本文针对Sobolev方程提出一类低阶非协调有限元全离散格式,对时间变量具有二阶精度,对空间变量得到能量模意义下的超逼近和全局超收敛结果.最后给出的数值算例验证了理论分析的正确性.     

抛物型方程基于POD方法的时间二阶精度CN有限元降维格式

将特征正交分解(proper orthogonal decomposition, 简记为POD) 方法应用于抛物型方程通常的时间二阶精度Crank-Nicolson (简记为CN) 有限元格式, 简化其为一个自由度极少的时间二阶精度CN 有限元降维格式, 并给出简化的时间二阶精度CN 有限元解的误差分析. 数值例子表明在简化的时间二阶精度CN 有限元解和通常的时间二阶精度CN 有限元解之间的误差足够小的情况下, 简化的时间二阶精度CN 有限元格式能大大地节省自由度, 而且时间步长可以比时间一阶精度的格式取大10 倍, 以至能更快计算到所要时刻数值解, 减少计算机计算过程的截断误差, 提高计算速度和计算精度,从而验证降维时间二阶精度CN 有限元格式用于解类似于抛物型方程的时间依赖方程是很有效的.     

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.     

Cahn-Hilliard方程的新型二阶稳定化半隐有限元方法

基于Crank-Nicolson/Adams-Bashforth离散,一种新型的二阶稳定化半隐有限元格式被建立用来求解Cahn-Hilliard方程.在此格式中,通过添加一个新型的二阶稳定项,得到一个满足离散的能量耗散定律的线性系统.空间离散考虑Galerkin有限元方法,从而获得时空全离散格式.算法的稳定性被考虑,同时给出相应的误差估计.理论结果表明,所提出的算法具有二阶精度.最后,数值算例验证所提算法的有效性.     

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.     

Galerkin finite element method for nonlinear fractional Schrödinger equations

In this paper, a class of nonlinear Riesz space-fractional Schrödinger equations are considered. Based on the standard Galerkin finite element method in space and Crank-Nicolson difference method in time, the semi-discrete and fully discrete systems are constructed. By Brouwer fixed point theorem and fractional Gagliardo-Nirenberg inequality, we prove the fully discrete system is uniquely solvable. Moreover, we focus on a rigorous analysis and consideration of the conservation and convergence properties for the semi-discrete and fully discrete systems. Finally, a linearized iterative finite element algorithm is introduced and some numerical examples are given to confirm the theoretical results.     

非线性Sobolev方程Galerkin解法的后处理与超收敛

研究非线性Sobolev方程Galerkin解法的后处理与超收敛．对半离散及全离散格式,证明了当有限元空间次数,r≥2时,有限元解经过后处理,H1-模和L2-模误差估计可分别提高一阶．     

A reduced-order extrapolation algorithm based on CNLSMFE formulation and POD technique for two-dimensional Sobolev equations

A reduced-order extrapolation algorithm based on Crank-Nicolson least-squares mixed finite element （CNLSMFE） formulation and proper orthogonal decomposition （POD） technique for two-dimensional （2D） Sobolev equations is established. The error estimates of the reduced-order CNLSMFE solutions and the implementation for the reduced-order extrapolation algorithm are provided. A numerical example is used to show that the results of numerical computations are consistent with theoretical conclusions. Moreover, it is shown that the reduced-order extrapolation algorithm is feasible and efficient for seeking numerical solutions to 2D Sobolev equations.