非线性Galerkin算法的稳定性

0 引 言 随着计算机的发展,人们有信心去解决过去几乎无法解决的计算难题,特别是关于非线性发展方程在大时间范围内的数值积分。这是因为某些物理参数充分大时,方程的解在时间t→∞时可能不趋向于定常解,而是趋向于一个复杂集合;吸引子,这种现象引诱着人们去探讨时间趋向于无穷时解的渐近行为。 非线性Galerkin算法是按照动力系统的观点而开发的一种新的积分算法。它们基于流动的大涡分量和小涡分量相互关系的近似处理。因而特别适合于大时间区间的数值积分。 由于数值求解方程时,计算机对于已知数据只能取有限小数去近似,由此导致了数值解的误差。随着计算时间步数的增加,这种误差会发展,因此研究数值算法的有界性和稳定性     

Navier-Stokes方程的最佳有限元非线性Galerkin算法

1．引言对于Navier－Stokes方程有限元数值求解方面的研究已有很多的文章和专著,多数是采用有限元Galerkin算法,例见文献[1-4]．然而,由于Navier-Stokes方程在大雷诺数时有其强的非线性性和对时间土的长期依赖性,用计算机求解Navier－Stokes方程在速度和容量方面是难以承受的．为了克服这些困难,最近人们提出了有限元非线性Galerkin算法,见文献卜8］,然而这种算法只是在某一有限时刻之后具有好的收敛速度,在初始时刻的某一区间不能达到好的收敛速度．本文应用Taylor展开技术导出了数值求解二维非定常Navier－Stokes方程的最佳…     

外部非定常Navier-Stokes方程的非线性Galerkin算法

提出了求解外部非定常Navier-stokes方程的有限元边界元耦合的非线性Galerkin算法,证明了相应变分问题的正则性和数值解的收敛速度。收敛性分析表明如果选取粗网格尺度H是细网格尺度h的开平方数量级,则该算法提供了与古典Galerkin算法同阶的收敛速度。然而非线性Galerkin算法仅仅需要在粗网格解非线性问题,在细网格上解线性问题。因此,该算法可以节省计算工作量。     

非定常 N-S 方程的非线性 Galerkin 算法及其误差估计

本文给出了二维非定常N-S方程的三种数值格式,其中空间变量用谱非线性Galerkin算法进行离散,时间变量用有限差分离散,并研究了这些格式数值解的逼近精度．最后,给出了部分数值计算结果．     

定常不可压Navier—Stokes方程迎风格式

本文利用齐次定解条件对定常不可压Navier—Stokes方程的非线性项进行处理,给出了相应的一种迎风Galerkin有限元算法;针对这种迎风Galerkin有限元算法,在迎风参数满足一定条件下,利用其三项式具有的一些很好性质,更简单地证明了该问题解的存在唯一性。     

一类奇摄动非线性边值问题激波解的Sinc—Galerkin方法

讨论了一类非线性奇摄动方程的激波问题．利用Sinc—Galerkin方法,构造出边值问题的激波解,并由Newton法得到其近似解．     

加罚Navier—Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法

该文提出了求解二维加罚Navier-Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法．这个算法在于在粗网格有限元空间上求解一非线性子问题，在细网格增量有限元空间Wh上求解一线性子问题．如果线性有限元被使用及，则该算法具有和有限元Galerkin算法同阶的收敛速度．然而该文提出的算法可以节省可观的计算时间．     

一类非线性色散方程的初边值问题

本文用Galerkin方法研究了一类广义非线性色散方程的初边值问题，并在一定条件下讨论了解的渐进行为和“爆破”现象。     

多维非定常中子迁移方程Galerkin有限元法近似解的收敛性和广义解的存在性

使用Galerkin有限元法研究了多维非定常中子迁移方程，证明了Galerkin有限元法近似解的收敛性和广义解的存在性．     

一维广义Ginzburg-Landau方程解的正则性及线性与非线性Galerkin近似

本文得到了一维广义Ginzburs－Landau方程解的Gevrey类正则性和关于时间的解析性．在此基础上得到线性Galerkin近似和非线性Galerkin近似的收敛性．     

两个带变时间步的两重网格算法的稳定性分析

对用于求解非线性发展方程的两个带变时间步的两重网格算法，对空间变量用有限元离散，对时间变量分别用一阶精度Euler显式和二阶精度半隐式差分格式离散，然后构造两重网格算法，通过深入的稳定性分析，得出本文的算法优于标准全离散有限元算法。     

非线性Galerkin算法的收敛性和复杂性

本文给出了数值求解非线性发展方程的全离散非线性Ｇａｌｅｒｋｉｎ算法,即将空间离散时的谱非线性Ｇａｌｅｒｋｉｎ算法和时间离散的Ｅｕｌｅｒ差分格式相结合,得到了显式和隐式两种全离散数值格式,相应地也考虑了显式和隐式的Ｇａｌｅｒｋｉｎ全离散格式,并分别分析了上述四种全离散格式的收敛性和复杂性,经过比较得出结论;在某些约束条件下,非线性Ｇａｌｅｒｋｉｎ算法和Ｇａｌｅｒｋｉｎ算法具有相同阶的收敛速度,然而前     

Local discontinuous Galerkin approximation of non-Fickian diffusion model in viscoelastic polymers

In this paper, we investigate a fully discrete local discontinuous Galerkin approximation of a non-linear non-Fickian diffusion model in viscoelastic polymers. For the spatial discretization, we adopt local discontinuous Galerkin finite element method and for the time discretization we use backward Euler method. We derive the stability estimate and a priori error estimate for the discrete scheme. Numerical examples are given to verify the theoretical findings.     

Convergence and stability of finite element nonlinear Galerkin method for the Navier-Stokes equations

In this article, we present a new fully discrete finite element nonlinear Galerkin method, which are well suited to the long time integration of the Navier-Stokes equations. Spatial discretization is based on two-grid finite element technique; time discretization is based on Euler explicit scheme with variable time step size. Moreover, we analyse the boundedness, convergence and stability condition of the finite element nonlinear Galerkin method. Our discussion shows that the time step constraints of the method depend only on the coarse grid parameter and the time step constraints of the finite element Galerkin method depend on the fine grid parameter under the same convergence accuracy. Received February 2, 1994 / Revised version received December 6, 1996     

非定常的热传导-对流问题的非线性Galerkin混合元法(Ⅱ):向后一步的Euler全离散化格式

1．引言本文的工作主要是讨论非定常的热传导一对流问题的向后一步的Euler全离散化的非线性Galerkin混合元解的存在性及其误差估计．该工作是对山中的同一问题研究的第二部分．在第一部分［1］，我们已经讨论了此问题的半离散化的情形．由于所研究的目标都是非定常的热传导一对流问题，其背景是相同的，在此将不重复了，请参考［1］．本文的安排如下，52先回顾非定常的热传导一对流问题的混合元解的经典性质．53回顾半离散化的非线性Galerkin混合元解的性质，并导出后续讨论需要的一些关于时间导数的估计．54讨论向后一步的Euler全离散化…     

Stability of Galerkin and Inertial Algorithms with variable time step size

This paper provides Galerkin and Inertial Algorithms for solving a class of nonlinear evolution equations. Spatial discretization can be performed by either spectral or finite element methods; time discretization is done by Euler explicit or Euler semi-implicit difference schemes with variable time step size. Moreover, the boundedness and stability of these algorithms are studied. By comparison, we find that the boundedness and stability of Inertial Algorithm are superior to the ones of Galerkin Algorithm in the case of explicit scheme and the boundedness and stability of two algorithms are same in the case of semi-implicit scheme.     

非定常的热传导-对流问题的非线性Galerkin混合元法(Ⅲ):时间二阶精度的全离散格式

In this paper, a fully discrete format of nonlinear Galerkin mixed element method with two-step discretization of time for the non stationary conduction-convection problems is presented. The existence and the convergence of the fully discrete mixed element solution are shown. On the basis of [9] and [10], we have proved that the schemes have second-order convergence accuracy for the time discretization.     

STABILITY ANALYSIS OF NONLINEAR GALERKIN ＆ GALERKIN METHODS FOR NONLINEAR EVOLUTION EQUATIONS

Abstract. Ogr object in this artlcle is to describe tbe Galerkln scheme and nonlin-eax Galerkin scheme for the approximation of nonlinear evolution equations, and tostudy the stability of these schemes. Spatial discretizatlon can be pedormed by eitherGalerkln spectral method or nonlinear Galerldn spectral method; time discretizatlort isdone hy Euler sin.heine wklch is explicit or implicit in the nonlinear terms. According tothe stability analysis of the above schemes, the stability of nonllneex Galerkln methodis better than that of Galexkln method.     

Semi-Discrete and Fully Discrete Weak Galerkin Finite Element Methods for a Quasistatic Maxwell Viscoelastic Model

This paper considers weak Galerkin finite element approximations on polygonal/polyhedral meshes for a quasistatic Maxwell viscoelastic model. The spatial discretization uses piecewise polynomials of degree $k (k ≥ 1)$ for the stress approximation, degree $k+1$ for the velocity approximation, and degree $k$ for the numerical trace of velocity on the inter-element boundaries. The temporal discretization in the fully discrete method adopts a backward Euler difference scheme. We show the existence and uniqueness of the semi-discrete and fully discrete solutions, and derive optimal a priori error estimates. Numerical examples are provided to support the theoretical analysis.