Sobolev方程的连续时空有限元方法

本文研究Sobolev方程的连续时空有限元方法.首先建立Sobolev方程的连续时空有限元格式,然后证明了解的存在唯一性和稳定性并给出连续时空有限元解各种范数下的误差估计.最后给出数值算例来验证理论分析的正确性,并进一步说明本文所建立的格式关于时间可以得到比传统有限元方法更高的精度.     

Wilson元插值误差渐近估计

Wilson元是工程界常用的一种有限元计算方法,但在理论分析中插值误差估计的常数只知道存在,不知道具体值.本文给出了在L~2、H~1范数意义下Wilson元在参考单元和一般单元上插值误差渐近估计,导出了主要常数.这种精确的估计为有限元后验误差估计和自适应计算提供保障.     

半线性抛物方程的时空有限元方法

讨论半线性抛物方程的连续Galerkin时空有限元方法,利用有限元方法和有限差分方法相结合的技巧,证明了弱解的存在唯一性,给出了时间最大模,空间L~2模,即L~∞(L~2)模误差估计.并给出数值算例证明了连续时空有限元方法对于半线性抛物方程的有效性.     

反应扩散问题的新的绝对稳定hp间断Galerkin方法

针对一类反应扩散问题提出了新的绝对稳定hp间断Galerkin方法,并给出了该方法的误差估计,证明了该方法在L~2范数和H~1范数意义下是最优阶收敛.最后,数值算例验证了理论结果的正确性.     

高维广义BBM方程组的初边值问题

本文应用先验估计和Galerkin方法证明了高维广义BBM方程组的初边值问题在L~∞(0,T;H~3(Ω)∩H_0~1(Ω)),(s≥2)中整体解的存在性和正则性,并得到了整体解在||·||_(H~3×L~∞)范数下的稳定性和光滑解的唯一性。     

对流扩散反应方程的局部投影稳定化连续时空有限元方法

本文将局部投影稳定化（LPS）方法和连续时空有限元方法相结合研究对流扩散反应方程,给出稳定化连续时空有限元离散格式.与传统的时空有限元研究思路不同,时间方向利用Lagrange插值多项式,解耦时间和空间变量,降低时空有限元解的维数,具有减少计算量和简化理论分析的优点.通过引入Legendre多项式给出了有限元解的稳定性分析,进一步引进Lobatto多项式证明了有限元解的全局L^∞（L²）和局部L²（J_n;LPS）范数误差估计.最后给出数值算例验证理论分析的正确性,以及稳定化格式的可行性和有效性.     

非线性分数阶反应扩散方程组的间断时空有限元方法

利用时间间断空间连续的时空有限元方法构造了空间分数阶反应扩散方程组的可以逐时间层求解的全离散格式.在时间离散区间上,采用Radau积分公式,将插值理论与有限元理论相结合,给出了全离散格式解的存在唯一性结果,并证明了所给格式是无条件稳定的,进而详细给出最优阶L~∞(L~2)模误差估计过程.最后用数值算例验证了理论分析的正确性.     

一维非线性抛物问题两层网格有限体积元逼近

该文主要研究一维非线性抛物问题两层网格有限体积元逼近.对一维非线性抛物问题有限体积元解的存在性进行了讨论,给出了最优阶L~2-模和H~1-模误差估计结果,并研究了其两层网格算法.证明了当粗细网格步长满足h=O(H~2)时两层网格算法具有最优阶H~1-模误差估计.数值算例验证了理论结果.     

一类三维变动区域上的非线性抛物型方程之全离散有限元形式

1 引言 1986年,L.Cermak和M.Zlamal研究了半导体器件中杂质的重新分布,对具有活动边界的二维非线性扩散问题。给出在时间方向上是一阶精度的全离散有限元格式。证明了格式最优的H~1模和次最优的L~2模估计。1989年.P.Lesaint和R.Touzani对一维变动区域上的热传导方程。经过坐标变换,给出了在固定区域上的全离散有限元格式和最优的L~2模估计。1990年,梁国平和陈志明利用时空有限元,给出了变动区域上线性抛物型的方程的全离散变网格有限元格式。证明了最优的L~2收敛性。本文考虑了一类具有活动边界的三维     

一类非线性双曲型方程有限元方法的误差分析

关于二阶双曲型方程有限元方法的理论研究,已有不少工作,如[1]—[5]。[5]对具Dirichlet边界条件且初边值均取0值的一类非线性双曲方程定解问题的有限元方法,导出了H~1-逼近阶估计,其中,对有关辅助函数u([5],p,151)施加了||?u||_(L~∞(Ω×[0,T]))< ∞的假定。 本文对[5]中研究过的方程,就Dirichlet边界及第三类边界两种情况,给出了半离散Galerkin方法H~1及L~2误差估计。得到的逼近阶都是最佳的,而且,在建立H~1估计的     

非线性抛物方程混合有限元方法的高精度分析

采用双线性元及零阶Raviart-Thomas元（Q₁₁+Q₁₀×Q₀₁）对非线性抛物方程讨论了一种H¹-Galerkin混合有限元方法.提出一个线性化的二阶格式,利用数学归纳法有技巧的导出了原始变量u在H¹（Ω）模意义下及流量p=▽u在L²（Ω）模意义下的O（h²+τ²）阶超逼近性质.引入一个有关初始点的时间离散方程,并利用其得到了▽ ·在L²（Ω）模意义下的O（h²+τ²）阶的超逼近结果.同时利用插值后处理技巧得到整体超收敛.最后,数值算例结果验证了理论分析（其中,h是剖分参数,τ是时间步长）.     

sine-Gordon方程的最低阶各向异性混合元高精度分析新途径

在各向异性网格下,针对一类非线性sine-Gordon方程利用最简单的双线性元Q_(11)及Q_(01)×Q_(10)元提出了一个自然满足Brezzi-Babuska条件的最低阶混合元新模式.基于Q_(11)元的积分恒等式结果,建立了插值与Ritz投影之间在H~1模意义下的超收敛估计,再结合关于Q_(01)×Q_(10)元的高精度分析方法和插值后处理技术,对于半离散和全离散格式,均导出了关于原始变量u和流量p=-▽u分别在H~1模和L~2模意义下单独利用插值或Ritz投影所无法得到的超逼近性和超收敛结果.最后,我们对其它一些著名单元也进行了分析,进一步验证了所选单元的合理性和独特优势.     

Helmholtz方程外边值问题的基于修正的DtN边界条件的有限元方法

本文对于无界区域上的Helmholtz方程研究基于修正的Dirichlet-to-Neumann边界条件(MDtN)的有限元方法,得到了依赖于网格尺寸,MDtN边界条件的位置和MDtN中的级数截断项数的H~1-误差估计和L~2-误差估计.最后通过数值结果验证了误差分析的正确性以及所提方法的有效性.     

各向异性网格下抛物方程一个新的非协调混合元收敛性分析

本文将 Crouzeix-Raviart 型非协调线性三角形元应用到抛物方程,建立了一个新的混合元格式.在抛弃传统有限元分析的必要工具 Ritz 投影算子的前提下,直接利用单元的插值性质和导数转移技巧, 分别得到了各向异性剖分下关于原始变量u 的H^-1-模和积分意义下L²-模以及通量p=-▽u 在L²-模下的最优阶误差估计.数值结果与我们的理论分析是相吻合的.     

对流反应扩散方程的稳定化时间间断时空有限元解的误差估计

在流线迎风Petrov-Galerkin（SUPG）稳定化有限元数值格式的基础上,结合时间方向的变分离散,构造对流反应扩散方程的稳定化时间间断时空有限元格式.该类格式在工程上有一些数值模拟应用,但相关文献没有看到类似数值格式的理论证明.本文以Radau点为节点,构造时间方向的Lagrange插值多项式,证明了稳定化有限元解的稳定性,时间最大模、空间L²（Ω）-模误差估计.文中利用插值多项式和有限元方法相结合的技巧,解耦时空变量,去掉了时空网格的限制条件,提供了时间间断稳定化时空有限元方法的理论证明思路,克服了因时空变量统一导致的实际计算时的复杂性.     

Optimal Time Decay of Navier–Stokes Equations with Low Regularity Initial Data

In this paper, we study the optimal time decay rate of isentropic Navier–Stokes equations under the low regularity assumptions about initial data. In the previous works about optimal time decay rate, the initial data need to be small in H~([N/2]+2)(R~N). Our work combined negative Besov space estimates and the conventional energy estimates in Besov space framework which is developed by Danchin. Through our methods, we can get optimal time decay rate with initial data just small in B~(N/2-1,N/2+1)∩B~(N/2-1,N/2) and belong to some negative Besov space(need not to be small). Finally,combining the recent results in [25] with our methods, we only need the initial data to be small in homogeneous Besov spaceB~(N/2-2,N/2)∩B~(N/2-1) to get the optimal time decay rate in space L~2.     

抛物型方程一个新的非协调混合元超收敛性分析及外推

本文研究了抛物型方程在新混合元格式下的非协调混合有限元方法. 在抛弃传统有限元分析的必要工具-Ritz 投影算子的前提下,直接利用单元的插值性质,运用高精度分析和对时间t的导数转移技巧,借助于插值后处理技术,分别导出了关于原始变量u的H¹-模和通量p=▽u在L²-模下的O（h²）阶超逼近性质和整体超收敛. 进一步,通过构造合适的辅助问题,运用Richardson 外推格式,得到了具有更高精度O（h³）阶的外推结果. 最后,给出了一些数值结果验证了理论分析的正确性.