考虑对流效应和磁场的CMP模型及其数值模拟

推导了具有对流效应的化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)润滑模型,研究各参数对压力场分布的影响.在此模型基础上,研究了磁流体抛光液在外界磁场作用下的润滑模型,以及外磁场对抛光过程中压力场分布的影响. 数值结果表明,具有对流效应的润滑模型的压力分布与已有经验结果更一致,能更为有效地解释CMP过程中的负压现象; 进一步通过外界磁场的作用, 可以有效地改变磁流体CMP的压力分布,这为实现对晶片的全局抛光提供了一种可供参考的新途径.      

三维弹性问题高次有限元方程的代数多层网格法

有限元法是数值求解三维弹性问题的一类重要的离散化方法,高次有限元又是其中的一类常用有限元。由于高次元对问题具有更好的逼近效果及具有某些特殊的优点,如能解决弹性问题的闭锁现象(Poisson’s ratio locking),使得它们在实际计算中被广泛使用。但与线性元相比,它具有更高的计算复杂性。通过分析高次有限元空间与线性有限元空间之间的关系,提出了一种求解三维弹性问题高次有限元方程的两水平方法,然后,通过调用现有的代数多层网格法求解粗水平方程,建立了求解高次有限元方程的AMG法。数值实验表明,本文设计的AMG法对求解三维弹性问题高次有限元方程具有很好的计算效率和鲁棒性。     

高阶FD-WENO格式在数值求解Rayleigh-Taylor不稳定性问题中的应用

用高阶加权本质上无振荡有限差分格式(FD-WENO),求解重力作用下高密度比二维流体界面Rayleigh-Taylor不稳定性问题及激光烧蚀Rayleigh-Taylor不稳定性问题,均获得较为理想的数值结果.     

SAMR网格上扩散方程有限体格式的逼近性与两层网格算法

针对结构自适应加密网格(SAMR)上扩散方程的求解,分析几种有限体格式的逼近性,同时设计和分析一种两层网格算法.首先,讨论一种常见的守恒型有限体格式,并给出网格加密区域和细化/粗化插值算子的条件;接着,通过在粗细界面附近引入辅助三角形单元,消除粗细界面处的非协调单元,设计了一种保对称有限体元(SFVE)格式,分析表明,该格式具有更好的逼近性,且对网格加密区域和插值算子的限制更弱;最后,为SFVE格式构造一种两层网格(TL)算法,理论分析和数值实验表明该算法的一致收敛性.     

二维三温辐射扩散方程组两层预条件子的自适应求解

针对实际应用中若干典型三温线性系统,分析求解二维三温辐射扩散方程离散线性系统的代数两层预条件子(PCTL)的算法效率.结果表明,PCTL的算法效率与三个温度之间的耦合强度以及单温子系统对角占优性强弱程度有很大关系.为此,通过刻画三温线性系统的耦合强度和单温子系统对角占优性特征,提出一种PCTL中子系统的自适应求解算法.数值结果表明,可以显著改善PCTL的算法效率.对于实际数值模拟应用中37个典型三温线性系统,相对于经典AMG算法,算法整体加速2.5倍.数值实验表明算法具有很强的鲁棒性.     

一种求解第二类Nedelec 棱有限元方程的快速算法

本文针对一种电磁场问题的第二类Nédélec棱有限元方程组,通过建立该棱有限元空间的一种新的稳定性分解,分别设计了求解棱元方程组的预条件子和迭代算法,并且在理论上严格证明了预条件子的条件数和迭代算法的收敛率均不依赖于网格的规模.数值实验验证了理论的正确性.     

非结构四边形二次Lagrangian有限元方程的代数多重网格法及收敛性分析

1 引言代数多重网格(AMG)法是求解有结构、非结构冈格下的PDEs离散化系统,以及其它大型稀疏矩阵方程的最为有效的方法之一,是当前多重网格法研究领域的热点．它主要侧重于粗化技术的研究,目前这方面已有大量的工作(见文[1～4]),其中基于部分几何信息和分析信息的AMG法,是当前AMG法发展的一个新趋势(见文[5～7])．     

求解三维高次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法

本文针对带有间断系数的三维椭圆问题,讨论任意四面体剖分下的二次拉格朗日有限元方程的代数多重网格法．通过分析线性和高次有限元空间之间的关系,我们给出了一种新的网格粗化算法和构造提升算子的代数途径．进一步,我们还对新的代数多重网格法给出了收敛性分析．数值实验表明这种代数多重网格法对求解二次拉格朗日有限元方程是健壮和有效的。     

平面弹性问题自适应有限元方法的收敛性分析

针对平面弹性问题,首先采用基于最新顶点二分法的网格加密方法,给出一种不需要标记振荡项和加密单元、不需要满足"内节点"性质的自适应有限元方法.其次,通过对各层网格上解函数和误差指示子的分析,利用相邻网格层上解函数的正交性、解函数和真解函数的能量误差的上界估计、相邻网格层上误差指示子的近似压缩性等结果,从理论上严格证明了该自适应有限元方法是收敛的.最后数值实验验证了该自适应有限元方法是收敛的和鲁棒的.     

一类广义插值函数与广义有限元方法的后验估计

１．问题的提出具有快速振荡系数的微分方程大量出现在复合材料、多孔介质渗流等实际问题中．因为这类方程系数的激烈振荡性（受小尺度ε控制）,通常的有限元方法需花费巨大的计算工作量才能获得有意义的数值解（文［７］）,这对多维问题是无法承受的．８０年代发展起来的广义有限元法（文［１］［３］［５］）,为这类问题的解决提供了一条有效的新途径,它可在剖分步长ｈ＞＞　ε的情况下得到令人满意的数值结果．在广义有限元的理论分析中,因方程解的正则性估计通常与小尺度ε　有关,所以通常的有限元分析方法有一定的困难,目前尚未…