一类非线性对流扩散问题的FDSD预测校正格式

1．引言由Hughes和Brooks门提出,并经Johnson等人［‘－‘1发展的流线扩散法（Streamline－DiffusionMetho人以下简称SD方法）是求解对流占优扩散问题（包括纯双曲问题）的一种有效的数值方法．由于良好的数值稳定性及其高阶收敛率,SD方法已广泛地应用于计算流体等诸多科学工程计算．然而,传统的sD方法利用时一空有限元求解发展型问题,导致对高维问题工作量过于庞大;其编程实现较复杂,对非线性问题也不便进行线性化处理．为使SD方法能够较简便地应用于高维和非线性问题,孙撒问提出了仅对空间域作有限元离散,而对时间域作差分…     

对流扩散问题的Crank-Nicolson差分-流线扩散法

1　引　言Streamline- Diffusion method (SD方法 )是近年来 Hughes和 Brooks提出的一种求解定常的对流占优和对流扩散问题的人工粘性有限元方法[1 ] ,[2 ] ,它具有标准有限元方法的高阶精度特点和人工粘性 Galerkin方法的稳定性特点 ,因此越来越受到人们的重视 .现在 ,SD方法已被推广到 Euler方程和 Navier- Stokes方程等发展型对流扩散问题[3 ] [4] ,但是常常采用时空有限元 [3 ] [5] ,这样能把时间和空间的精度很好地统一起来 ,却增大了数值计算的复杂性 ,基于此 [6 ]对非线性的对流占优扩散问题提出一种 Finite Difference- Strea…     

二维发展型对流占优扩散方程的FD-SD法的后验误差估计

引言 对流占优扩散问题是流体力学中一个典型的模型问题,对其数值求解始终是众多学者相当关心的课题．［１１］中指出,即使对于线性问题,通常其解在外流边界附近也会产生剧烈变化．倘若在内流边界上所给出的边值函数存在不连续点时,则在沿过此不连续点的特征线（流线）附近会出现断层．因此在数值求解对流占优扩散问题时,尽管标准有限元法具有高阶精度,但常产生数值剧烈振荡Ｓ而古典人工粘性Ｇａｌｅｒｋｉｎ法虽具有较好的稳定性,但仅具有一阶精度．流线扩散法（Ｓｔｒｅａｍｌｉｎｅ　 Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ,简称 ＳＤ…     

带有对流项的拟线性Sobolev方程的差分-流线扩散法

1　引　　言流线扩散法 (Stream line- Diffusion method,简称 SD方法 )是由 Hughes和 Brooks在文献 [1]中提出 ,并由 Johnson等人 (文献 [2 ]- [4])发展起来的求解对流占优扩散问题 (包括双曲型问题 )的一种有效的数值方法 .SD方法兼具有良好的数值稳定性和高阶收敛精度已广泛地应用于计算流体等诸多问题 .然而 ,传统的 SD方法均采用时空有限元求解发展型问题 .这样 ,虽可使时间和空间方向上的精度很好的协调起来 ,却增大了实际计算的复杂程度 ;对非线性问题也不便进行线性化处理 .孙澈等人在文献 [5 ]中对对流扩散问题提出了仅对空间…     

对流扩散方程的经济差分格式

１．引言 对流扩散方程是一类基本的运动方程,它可描述质量、热量的输运过程以及反应扩散过程等众多物理现象．寻找稳定、快速实用的数值方法,有着重要的理论和实际意义．标准的差分方法或有限元方法对它常常失效,根本原因在于“对流项”的存在．［１］提出了解对流扩散方程的特征线修正技术,这一方法考虑沿着特征线（流动方向）的离散,利用了对流扩散问题的物理力学性质,可以有效地克服数值振荡,保证数值解的稳定,尤其对“对流占优”的问题,这一方法有突出的优越性．这方面已有大量的理论和应用研究成果［２,３,７］．对大规模…     

一阶双曲问题的间断流线扩散法

1．引言众所周知，求解一阶双曲问题的Galerkin有限元法，仅具有次最优LZ一收敛阶估计，难于建立H＼误差估计【‘1，且Gderkill有限元解常呈现伪数值振荡．为改善计算精度与稳定性，诸多非标准有限元解法相继提出，其中，间断（Discontinuous）Galerkin有限元法（以下简称DG方法）与流线扩散（StreamlineDiffusion）有限元法（以下简称SD法）是两种具有鲜明特点，较为成功的算法．具体地，DG方法是一种迎风型显式算法，它从入流边界开始，沿流场方向，自上游往下游，逐个单元进行解算，计算十分简便且可局部并行化．SD方法则是一种P…     

非线性对流扩散问题的预测校正型FDSD格式

1 引言 流线扩散法(简称SD方法)是由Hughes和Brooks提出,并经Johnson等人发展的一种数值求解对流占优扩散问题的一种有效的数值方法。然而,传统的SD方法利用时-空有限元求解发展型问题,导致对高维问题工作量过于庞大,其编程实现较复杂,对非线性问题也不便进行线性化处理,为此,孙澈提出了仅对空间域作有限元离散,而对时间域作差分离散的差分-流线扩散法(以下简称FDSD方法),主要讨论了拟线性     

对流扩散方程一类改进的特征线修正有限元方法

１引言在地下水污染,地下渗流驱动,核污染,半导体等问题的数值模拟中,均涉及抛物型对流扩散方程（或方程组）的数值求解问题．这些对流扩散型偏微分方程（或方程组）具有共同的特点：对流的影响远大于扩散的影响,即对流占优性,对流占优性给问题的数值求解带来许多困难,因此对流占优问题的有效数值解法一直是计算数学中重要的研究内容．用通常的差分法或有限元法进行数值求解将出现数值振荡．为了克服数值振荡,提出各种迎风方法和修正的特征方法并在这些问题上得到成功的实际应用、８０年代,Ｄｏｕｇｌａｓ和Ｒｕｓｓｅｌｌ［２］等…     

线性对流扩散问题的差分流线扩散法

本文讨论发展型对流扩散方程的差分流线扩散（ＦＤＳＤ）格式,给出了该方法的稳定性和误差估计,并证明了该ＦＤＳＤ格式按Ｌ∞（Ｌ２（Ω））模具有拟最优阶精度     

二维非线性对流扩散方程的非振荡特征差分方法

１．引言 近十几年来,双曲守恒律问题的高分辨率格式已取得很大发展,具有局部自适应选取节点的非振荡插值算法（如 ＵＮＯ［１］, ＥＮＯ［２］等）在这些格式的构造中起着重要的作用．特征差分法是求解对流扩散问题的一种较为有效方法,但在求解具有陡峭前线问题时,也会产生非物理振荡阻（见４）．本文将把特征差分法与非振荡插值算法相结合构造对流扩散问题的高分辨率差分格式． ［１］中的 ＵＮＯ及［２］中的 ＥＮＯ插值都是一维的,有关讨论二维 ＵＮＯ及ＥＮＯ插值的文章还不多见,本文将构造二维基于六节点的二次非振荡插值以及…     

不可压混溶驱替问题的流线扩散──混合元数值模拟

采用标准元模拟不可压混溶流问题，当扩散系数矩阵小过剖分参数时，有限元格式仅能给出比最优精度低一阶的逼近解，格式稳定性差并伴有强烈的数值弥散现象．为了克服上述缺陷，本文对压力方程采用混合元，而对浓度方程采用流线扩散格式，在扩散矩阵为线性的假定下，证明了该格式具有较标准元更高的逼近精度（比最优阶低1／2）和更好的稳定性．     

紧流形上非退化扩散过程的成功耦合

本文构造了紧连通流形上非退化扩散过程的一些耦合，并使用随机分析的方法证明这些耦合是成功的，进一步地，耦合时间一阶矩有限。最后，我们使用耦合方法研究了扩散过程依全变差范数的收敛速度。     

Simultaneous identification of convection velocity and source strength in a convection–diffusion equation

In this work we are concerned with the analysis on a simultaneous finite element reconstruction of the convection velocity and source strength in a time-dependent convection–diffusion equation. The ill-posed problem is formulated into an output least-squares nonlinear minimization by an appropriately selected Tikhonov regularization. The regularizing effect and mathematical properties of the regularized system are justified and demonstrated. The nonlinear optimization problem is approximated by a fully discrete finite element method, whose convergence is rigorously established.     

APPROXIMATION OF THE CONCENTRATION BY A VISCOSITY SPLITTING METHOD FOR TWO-PHASE MISCIBLE DISPLACEMENT PROBLEM

The miscible displacement of one incompressible fluid by another in a porous medium is considered in this paper. The concentration is split in a first-order hyberbolic equation and a homogeneous parabolic equation within each lime step. The pressure and Us velocity field is computed by a mixed finite element method. Optimal order estimates are derived for the no diffusion case and the diffusion case.     

含弥散平面两相渗流驱动问题有限元方法的误差分析

研究了平面两相渗流可压缩问题含弥散情形的矩形有限元格式．引进一类插值算子,通过插值函数证明了有限元解的最优误差估计．     

拟线性对流占优扩散方程的扩展特征混合有限元方法数值模拟

讨论了拟线性对流占优扩散问题的数值模拟.对对流部分采用特征线格式进行离散,以消除流动锋线前沿的数值弥散现象,保证格式的稳定性;而对扩散部分采用扩展混合有限元方法,同时逼近未知函数,未知函数的梯度及伴随向量函数.理论分析和数值算例表明,此方法是稳定的,具有最优L2逼近精度.     

油水驱动半正定问题迎风混合元格式及其数值分析

研究了不可压缩油水两相渗透流驱动问题.在扩散矩阵仅是半正定的假设条件下,提出了迎风混合元方法.混合元方法近似压力方程,饱和度方程的对流项用Godunov迎风格式来处理,扩散项则用推广的混合元来逼进,并推导出格式的误差估计.此种格式的优越性表现在两个方面:首先是饱和度方程的扩散矩阵仅是半正定的;二是摒弃了特征格式所限制的周期性条件,更适用于实际问题.     

一类非定常对流占优扩散问题差分-流线扩散法的后处理

讨论了一类非定常对流占优扩散方程的差分-流线扩散格式(FDSD),利用插值后处理技术,提高了特殊网格下该FDSD格式在双线性元空间的精度,从而按L∞(L2(Ω) 模达到最优．     

MIXED FINITE ELEMENT METHOD FOR THE CONVECTION-DOMINATED DIFFUSION PROBLEMS WITH SMALL PARAMETER ε

In rids paper a mixed finite element method for the convection-dominated diffusion problems with small parameter ε is presented,the effect of the parameter ε on the approximation error is considered and a sufficient condition for optimal error estimates is derived. The paper also shows that under some conditions,the standard finite dement method only gives a hounded solution,however the mixed finite element method gives a convergent one.