三维热传导型半导体问题的特征有限元方法和分析

本文研究三维热传导型半导体瞬态问题的特征有限元方法及其理论分析,其数学模型是一类非线性偏微分方程的初边值问题,对电子位势方程提出Ｇａｌｅｒｋｉｎ逼近;对电子,空穴浓度方程采用特征有限元逼近;对热传导方程采用对时间向后差分的Ｇａｌｅｒｋｉｎ逼近．应用微分方程先验估计理论和技巧得到了最优阶Ｌ＾２误差估计。     

双相滞热传导方程的有限元分析

本文考虑一类具有广泛应用背景的双相滞热传导方程混合边界问题．建立了其有限元和交替方向有限元的两种数值逼近格式．利用微分方程的先验估计理论与技巧，作出了数值解的L^2—范数估计结果．基于一系列的误差估计，也研究了两种逼近格式数值的稳定性和收敛性。     

二维热传导型半导体问题的一个二阶格式

热传导型半导体器件瞬态问题的数学模型由四个拟线性偏微分方程所组成的方程组的初边值问题来描述。其中电子位势方程是椭圆型的,电子和空穴浓度方程是对流扩散型的,温度方程为热传导型的。本文对二维热传导型半导体的一类混合初边值问题利用降阶法给出了一个二阶差分格式,并对其进行了详细的理论分析,得到了离散的犾２ 误差估计结果。     

半导体瞬态问题的混合迎风有限体积格式

半导体器件的瞬时状态由包含3个拟线性偏微分方程所组成的方程组的初边值问题来描述.在三角剖分的基础上,对椭圆型的电子位势方程采用混合有限体积元法来逼近,对对流扩散型的电子浓度和空穴浓度方程采用迎风有限体积元方法来逼近,并进行了详细的理论分析,得到了最优阶的误差估计结果.最后,针对混合有限体积元法和迎风有限体积元法分别单独使用以及两种方法结合使用的情形给出了不同的数值算例.     

半导体问题的交替方向有限元方法

该文用交替方向有限元方法求解半导体问题的Energy Trans port (ET)模型。对模型中椭圆型的电子位势方程采用交替方向迭代法，对流占优扩散的电子浓度和空穴浓度方程采用特征交替方向有限元方法，热传导方程利用Patch逼近采用交替方向有限元方法求解。利用微分方程的先验估计理论和技巧，分别得到了椭圆型方程和抛物型方程的最优H+1和L+2误差估计。     

三维半导体问题的迎风有限体积格式

半导体器件的瞬时状态由包含三个拟线性偏微分方程所组成的方程组的初边值问题来描述.其中电子位势方程是椭圆型的,电子和空穴浓度方程是对流扩散型的.作者对三维半导体模型问题采用四面体网格上的有限体积元方法进行逼近,具体地,对电子位势方程采用一次元有限体积法来逼近,对电子浓度和空穴浓度方程采用迎风有限体积方法来逼近,并进行了详细的理论分析,得到了O(h+\Delta t)阶的L^2模误差估计结果.     

半导体瞬态问题的修正迎风有限体积格式

半导体器件的瞬时状态由包含三个拟线性偏微分方程所组成的方程组的初边值问题来描述.其中电子位势方程足椭圆型的,电子和空穴浓度方程是对流扩散型的.对电子位势方程采用一次元有限体积法米逼近,对电子浓度和空穴浓度方程采用修正的迎风有限体积方法来逼近,并进行详细的理论分析,关于位势得到O(h Δt)阶的H1模误差估计结果,关于浓度得到O(h2 Δt)阶的L2模误差估计结果.最后,给出数值例子.     

热传导型半导体瞬态问题特征变网格有限元法及其分析

热传导型半导体器件的瞬时状态由四个方程的非线性偏微分方程组的初边值问题所决定，其中电子位势方程是椭圆型的，电子和空穴浓度方程是对流扩散型的，温度方程为热传导型的。本文提出解这类问题的特征变网格有限元法，并进行了理论分析，在一定条件下，得到了某种意义下的最佳L^2误差估计结果。     

热传导型半导体问题的配置方法及误差分析

热传导型半导体瞬态问题的数学模型是一类非线性偏微分方程的初边值问题．电子位势方程是椭圆型的，电子、空穴浓度方程及热传导方程是抛物型的．该文给出求解的配置方法，得到次优犔２模误差估计，并将配置法和Ｇａｌｅｒｋｉｎ有限元方法进行数值结果比较．     

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。     

三维热传导型半导体问题的交替方向特征有限元方法

提出交替方向特征有限元方法,对电场位势方程采用混合元格式,对电子,空穴浓度方程采用交替方向特征有限元格式,对温度方程提出交替方向格式.应用向量积计算及先验估计理论和技巧,得到最佳的L2误差估计.     

三维热传导型半导体问题的交替方向特征有限元方法及理论分析

１．引言 三维热传导型半导体器件瞬态问题的数学模型由四个非线性偏微分方程描述 ［１,２］．工程研究中一般考虑绝流边条件,由于绝流条件可以看作一反射条件来处理、为了数值分析方便,我们在此考虑三维周期问题： 其中,　＝［０,１］３,未知函数是电子位势　;电子,空穴浓度ｅ,ｐ;温度函数Ｔ．方程（１,１）－（１.４）中出现的系数均有正的上下界,且是　周期的． ａ＝Ｑ／ε,Ｑ,ε分别表示电子负荷和介电系数,均为正常数．Ｎ（ｘ）是给定的函数．Ｄｓ（ｘ）为扩散系数,μｓ（ｘ）为迁移率,ｓ＝ｅ,Ｐ．Ｒ（ｅ,ｐ,Ｔ）…     

A characteristics-mixed finite element method for Burgers’ equation

In this paper, we propose a new mixed finite element method, called the characteristics-mixed method, for approximating the solution to Burgers’ equation. This method is based upon a space-time variational form of Burgers’ equation. The hyperbolic part of the equation is approximated along the characteristics in time and the diffusion part is approximated by a mixed finite element method of lowest order. The scheme is locally conservative since fluid is transported along the approximate characteristics on the discrete level and the test function can be piecewise constant. Our analysis show the new method approximate the scalar unknown and the vector flux optimally and simultaneously. We also show this scheme has much smaller time-truncation errors than those of standard methods. Numerical example is presented to show that the new scheme is easily implemented, shocks and boundary layers are handled with almost no oscillations. One of the contributions of the paper is to show how the optimal error estimates inL ²(Ω) are obtained which are much more difficult than in the standard finite element methods. These results seem to be new in the literature of finite element methods.     

NUMERICAL METHODS FOR MISCIBLE DISPLACEMENT IN POROUS MEDIA INFLUENCED BY MOBILE WATER AND IMMOBILE WATER

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｔｈｅｉｎｔｅｎｔｉｏｎａｌｏｒａｃｃｉｄｅｎｔａｌｒｅｌｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｗａｓｔｅｓｏｎｓｏｉｌｓｈａｓｆｕｒｔｈｅｒｓｔｉｍｕｌａｔｅｄｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｅｒｅｓｔｓｉｎｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｓ.Ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｔｕｄｉｅｓｈａｖｅｂｅｃｏｍｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｔｏｏｌｓｉｎｓｏｉｌｐｈｙｓｉｃｓ,ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙｆｏｒｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｍｏｖｅｍｅｎｔｏｆｐｅｓｔｃｉｄｅｓ…     

三维热传导型半导体问题的交替方向有限元方法

1　引　　言三维热传导型半导体器件瞬态问题的数学模型由四个非线性偏微分方程描述[1 ,2 ] ,记 Ω为 Ω=[0 ,1 ] 3的边界 ,三维问题-Δψ =α( p -e+ N( x) ) ,　　 ( x,t)∈Ω× [0 ,T] ,( 1 .1 ) e t= . ( De( x) e-μe( x) e ψ) -R( e,p,T) ,　 ( x,t)∈Ω× ( 0 ,T] ,( 1 .2 ) p t= . ( Dp( x) p +μp( x) p ψ) -R( e,p,T) ,　 ( x,t)∈Ω× ( 0 ,T] ,( 1 .3 )ρ( x) T t-ΔT =[( Dp( x) p +μp( x) p ψ) -( De( x) e-μe( x) e ψ) ] . ψ,　　　　　　 ( x,t)∈Ω× ( 0 ,T] . ( 1 .4 )ψ( x,t) =e( x,t) =p( …     

Degenerate two-phase incompressible flow III. Sharp error estimates

Summary. This is the third paper of a series in which we analyze mathematical properties and develop numerical methods for a degenerate elliptic-parabolic partial differential system which describes the flow of two incompressible, immiscible fluids in porous media. In this paper we consider a finite element approximation for this system. The elliptic equation for the pressure and velocity is approximated by a mixed finite element method, while the degenerate parabolic equation for the saturation is approximated by a Galerkin finite element method. A fully discrete approximation is analyzed. Sharp error estimates in energy norms are obtained for this approximation. The error analysis does not use any regularization of the saturation equation; the error estimates are derived directly from the degenerate equation. Also, the analysis does not impose any restriction on the nature of degeneracy. Finally, it respects the minimal regularity on the solution of the differential system. Received March 9, 1998 / Revised version received July 17, 2000 / Published online May 30, 2001     

ALTERNATING-DIRECTION MULTISTEP PRECONDITIONED ITERATIVE METHODS FOR SEMICONDUCTOR PROBLEM WITH HEAT-CONDUCTION

The model of transient behavior of semiconductor with heat-conduction is an initial and boundary problem. Alternating-direction multistep preconditioned iterative methods and theory analyses are given in this paper. Electric potential equation is approximated by mixed finite element method, concentration and heat-conduction equations are approximated by Galerkin alternating-direction multistep methods. Error estimates of optimal order in L2 are demonstrated.     

A combined mixed and discontinuous Galerkin method for compressible miscible displacement problem in porous media

In this paper, we present a numerical scheme for solving the coupled system of compressible miscible displacement problem in porous media. The flow equation is solved by the mixed finite element method, and the transport equation is approximated by a discontinuous Galerkin method. The scheme is continuous in time and a priori hp error estimates is presented.     

海水入浸问题的数值分析

海水入浸问题的数学模型是两个耦合抛物型偏微分方程,其中一个是关于压力的流动方程,另一个是关于浓度的对流扩散方程.压力方程由标准有限元方法逼近,浓度方程则用特征有限元方法逼近.在扩散项系数半正定的情形得到逼近解的次优L2 模误差估计.     

A Posteriori Error Estimates of Mixed Methods for Parabolic Optimal Control Problems

In this article, we shall give a brief review on the fully discrete mixed finite element method for general optimal control problems governed by parabolic equations. The state and the co-state are approximated by the lowest order Raviart–Thomas mixed finite element spaces and the control is approximated by piecewise constant elements. Furthermore, we derive a posteriori error estimates for the finite element approximation solutions of optimal control problems. Some numerical examples are given to demonstrate our theoretical results.