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…     

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。     

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．     

Sobolev方程的时间间断Galerkin有限元方法

引入Sobolev方程的等价积分方程,构造Sobolev方程的新的时间间断Galerkin有限元格式.该格式不仅保持有限元解在时间剖分点处的间断特性,而且避免了传统时空有限元格式中跳跃项的出现,从而降低了格式理论分析和数值模拟的复杂性.证明了Sobolev方程的时间间断而空间连续的时空有限元解的稳定性、存在唯一性、L2...     

定常Navier—Stokes方程的Petrov—Galerkin方法

研究了定常Navier－Stokes方程的四种Petrov－Galerkin有限元方法：PG1，PG2，SD和GLS．它们都是稳定的，避免了经典混合方法中必要的Babuska－Brezzi条件．给出了各种方法有限元解的存在性、唯一性和唯一解的误差估计．     

离散系统运动方程的Galerkin有限元EEP法自适应求解

对于结构动力分析中的离散系统运动方程,现有算法的计算精度和效率均依赖于时间步长的选取,这是时间域问题求解的难点.基于EEP(element energy projection)超收敛计算的自适应有限元法,以EEP超收敛解代替未知真解,估计常规有限元解的误差,并自动细分网格,目前已对诸类以空间坐标为自变量的边值问题取得成功.对离散系统运动方程建立弱型Galerkin有限元解,引入基于EEP法的自适应求解策略,在时间域上自动划分网格,最终得到所求时域内任一时刻均满足给定误差限的动位移解,进而建立了一种时间域上的新型自适应求解算法.     

求解Hamilton-Jacobi方程的有限元方法

本文将Galerkin二次有限元应于Hamilton-Jacobi方程，得到了求解Hamilton-Jacobi方程的数值格式。这些格式是TVD型的，在更强的条件下，基半离散格式的数值解收敛于Hamilton-Jacobi方程的粘性解。数值结果表明这类格式具有较高分辨导数间断的能力。     

热传导对流问题的自适应最小二乘Galerkin/Petrov混合有限元法

对热传导对流问题提出了自适应Galerkin/Petrov最小二乘混合有限元法．该算法对任何速度和压力有限元空间的组合是相容和稳定的(不需要满足Babuka-Brezzi稳定性条件)．利用Verfürth的一般理论,得到了热传导对流问题的残量型的后验误差估计．最后通过几个数值算例验证了方法的有效性．     

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…     

自适应间断Galerkin 有限元的多水平方法

本文讨论在自适应网格上间断Galerkin 有限元离散系统的局部多水平算法. 对于光滑系数和间断系数情形, 利用Schwarz 理论分析了算法的收敛性. 理论和数值试验均说明算法的收敛率与网格层数以及网格尺寸无关. 对强间断系数情形算法是拟最优的, 即收敛率仅与网格层数有关.     

THE UPWIND FINITE ELEMENT SCHEME AND MAXIMUM PRINCIPLE FOR NONLINEAR CONVECTION-DIFFUSION PROBLEM

In this paper, a kind of partial upwind finite element scheme is studied for twodimensional nonlinear convection-diffusion problem. Nonlinear convection term approximated by partial upwind finite element method considered over a mesh dual to the triangular grid, whereas the nonlinear diffusion term approximated by Galerkin method. A linearized partial upwind finite element scheme and a higher order accuracy scheme are constructed respectively. It is shown that the numerical solutions of these schemes preserve discrete maximum principle. The convergence and error estimate are also given for both schemes under some assumptions. The numerical results show that these partial upwind finite element scheme are feasible and accurate.     

四段式有限元法分析热耦合的流体-固体相互作用问题

给出了一种流(体)-热-结构综合的分析方法,固体中的热传导耦合了粘性流体中的热对流,因而在固体中产生热应力.应用四段式有限元法和流线逆风Petrov-Galerkin法分析热粘性流动,应用Galerkin法分析固体中的热传导和热应力.应用二阶半隐式Crank-Nicolson格式对时间积分,提高了非线性方程线性化后的计算效率.为了简化所有有限元公式,采用3节点的三角形单元,对所有的变量:流体的速度分量、压力、温度和固体的位移,使用同阶次的插值函数.这样做的主要优点是,使流体-固体介面处的热传导连接成一体.数个测试问题的结果表明,这种有限元法是有效的,且能加深对流(体)-热-结构相互作用现象的理解.     

裂缝-孔隙介质中地下水污染问题的Galerkin交替方向有限元方法

考虑裂缝 孔隙介质中地下水污染问题均匀化模型的数值模拟．对压力方程采用混合元方法,对浓度方程采用Ｇａｌｅｒｋｉｎ交替方向有限元方法,对吸附浓度方程采用标准Ｇａｌｅｒｋｉｎ方法,证明了交替方向有限元格式具有最优犔２ 和犎１ 模误差估计．     

Some details of the Galerkin finite element method

The incorporation of the Galerkin technique in the finite element method has removed the constraint of finding a variational formulation for many problems of mathematical physics. The method has been successfully applied to many areas and has received wide acceptance. However, in the process of transplanting the concept from the Galerkin method for the entire domain to the Galerkin finite element method, some formal details have been overlooked or glossed over in the literature. This paper considers some of these details, including a possible reason for integration by parts and the contribution of interelement discontinuity terms.     

Mortar Upwind Finite Volume Element Method with Crouzeix-Raviart Element for Parabolic Convection Diffusion Problems

In this paper,we study the semi-discrete mortar upwind finite volume element method with the Crouzeix-Raviart element for the parabolic convection diffusion problems. It is proved that the semi-discrete mortar upwind finite volume element approximations derived are convergent in the H~1-and L~2-norms.     

SUPER-GEOMETRIC CONVERGENCE OF A SPECTRAL ELEMENT METHOD FOR EIGENVALUE PROBLEMS WITH JUMP COEFFICIENTS

We propose and analyze a C^0 spectral element method for a model eigenvalue problem with discontinuous coefficients in the one dimensional setting. A super-geometric rate of convergence is proved for the piecewise constant coefficients case and verified by numerical tests. Furthermore, the asymptotical equivalence between a Gauss-Lobatto collocation method and a spectral Galerkin method is established for a simplified model.     

弱有限元方法简论

本文简述弱有限元方法(weak Galerkin finite element met,hods)的数学基本原理和计算机实现.弱有限元方法对间断函数引入广义弱微分,并将其应用于偏微分方程相应的变分形式进行数值求解,而数值解的弱连续性则通过稳定子或光滑子来实现.弱有限元方法针对广义函数而构建,是经典有限元方法的一种自然拓广,且能够弥补经典有限元方法的某些缺憾,也因此在科学与工程计算领域具有广泛的应用前景.     

Weak Galerkin finite element method for a class of quasilinear elliptic problems

The purpose of this paper is to study the weak Galerkin finite element method for a class of quasilinear elliptic problems. The weak Galerkin finite element scheme is proved to have a unique solution with the assumption that guarantees the corresponding operator to be strongly monotone and Lipschitz-continuous. An optimal error estimate in a mesh-dependent energy norm is established. Some numerical results are presented to confirm the theoretical analysis.     

解一类半线性外边值问题的自然边界元与有限元耦合法

In this paper, we combine a finite element approach with the natural boundary element method to stduy the weak solvability and Galerkin approximations of a class of semilinear exterior boundary value problems. Our analysis is mainly based on the variational formulation with constraints. We discuss the error estimate of the finite element solution and obtain the asymptotic rate of convergence O（h^n) Finally, we also give two numerical examples.