TAYLOR EXPANSION METHOD FOR NONLINEAR EVOLUTION EQUATIONS

Introduction Thestudyofnonlinearevolutionequationsisafascinatingproblemwhichisattheveryheart oftheunderstandingofmanyimportantproblemsinthenaturalsciences[1,2].Thenonlinear evolutionequationsandtheirnumericalapproximationareveryimportantintheareasof theoreticalmathematicsandcomputationalmathematics.Aninterestingfeatureofthe approximationtheoryofthenonlinearevolutionequationsistheapplicationsofthefunctional analyticmethodstothenumericalapproximationofthenonlinearevolutionequations. Thispaperist…     

非定常Navier-Stokes方程基于完全重叠型区域分解的有限元并行算法

基于完全重叠型区域分解技巧,提出三种求解非定常Navier-Stokee方程的有限元并行算法.其基本思想是首先对空间施行完全重叠区域分解,然后各个处理器使用向后Euler格式独立并行求解关于时间t的常微分方程;对于非线性的对流项,分别采用半隐格式和全隐格式进行处理.算法中每个处理器所负责的子问题是一个全局问题,它定义在整个求解区域上,但绝大部分自由度来自其所负责的子区域,从而使得算法实现简单,通信需求少.数值算例验证了算法的有效性及其良好的并行性能.     

双调和方程Schwarz区域分解算法的Fourier分析

Schwarz方法是一类重要的区域分解算法,以Fourier变换作为分析工具,推导了经典Schwarz交替迭代法和加性Schwarz迭代法用于求解双调和方程的误差传播阵及其谱半径的准确表达式,不但从新的角度更简洁地证明了Schwarz交替迭代法和加性schwarz迭代法的收敛性,还刻画了其收敛速度,以及收敛速度随子区域的重叠程度变化而变化的情况,所得结果不依赖于任何未知常数,不受具体离散方法的影响,同时表明经典Schwarz交替迭代法具有比加性Schwarz方法快1倍的收敛速度.     

THE COUPLING OF BOUNDARY ELEMENT AND FINITE ELEMENT METHODS FOR THE EXTERIOR NONSTATIONARY NAVIER-STOKES EQUATIONS

In this paper, we represent a new numerical method for solving the nonstationary Stokes equations in an unbounded domain. The technique consists in coupling the boundary integral and finite element methods. The variational formulation and well posedness of the coupling method are obtained. The convergence and optimal estimates for the approximation solution are provided.     

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．     

外部流动的Oseen耦合方法,I:Oseen耦合逼近

这篇文章考虑了具有非齐次边界条件的二维非定常外部Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程．通过将内部区域的Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程和外部区域的Ｏｓｅｅｎ方程相耦合,得到了Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ问题的逼近问题： Ｏｓｅｅｎ耦合问题,此外,我们证明了 Ｏｓｅｅｎ耦合方程弱解的存在性,唯一性和收敛精度．     

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…     

NONLINEAR GALERKIN METHOD FOR THE EXTERIORNONSTATIONARY NAVIER-STOKES EQUATIONS

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＬｅｔΩｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｚｅｒｏｐｏｉｎｔｂｅａｓｉｍｐｌｙ＿ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｏｕｎｄｅｄｏｐｅｎｓｅｔｏｆＲ2 ｗｉｔｈｓｍｏｏｔｈｂｏｕｎｄａｒｙΓａｎｄｌｅｔΩ′ｄｅｎｏｔｅｔｈｅｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔｏｆΩ ∪Γ .ＴｈｅｅｘｔｅｒｉｏｒｎｏｎｓｔａｔｉｏｎａｒｙＮａｖｉｅｒ＿ＳｔｏｋｅｓｐｒｏｂｌｅｍｆｏｒａｆｌｕｉｄｏｃｃｕｐｙｉｎｇΩ′ｃｏｎｓｉｓｔｓｉｎｆｉｎｄｉｎｇｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙ ｕ(ｘ,ｔ)ｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄａｎｄｉｔｓｐｒｅｓｓｕｒｅ ｐ(ｘ ,…     

Two-level stabilized finite element method for Stokes eigenvalue problem

A two-level stabilized finite element method for the Stokes eigenvalue problem based on the local Gauss integration is considered.This method involves solving a Stokes eigenvalue problem on a coarse mesh with mesh size H and a Stokes problem on a fine mesh with mesh size h = O(H 2),which can still maintain the asymptotically optimal accuracy.It provides an approximate solution with the convergence rate of the same order as the usual stabilized finite element solution,which involves solving a Stokes eigenvalue problem on a fine mesh with mesh size h.Hence,the two-level stabilized finite element method can save a large amount of computational time.Moreover,numerical tests confirm the theoretical results of the present method.     

不可压缩流动的并行数值方法

不可压缩流动的数值模拟是计算流体力学的重要组成部分. 基于有限元离散方法, 本文设计了不可压缩Navier-Stokes (N-S)方程支配流的若干并行数值算法. 这些并行算法可归为两大类: 一类是基于两重网格离散方法, 首先在粗网格上求解非线性的N-S方程, 然后在细网格的子区域上并行求解线性化的残差方程, 以校正粗网格的解; 另一类是基于新型完全重叠型区域分解技巧, 每台处理器用一局部加密的全局多尺度网格计算所负责子区域的局部有限元解. 这些并行算法实现简单, 通信需求少, 具有良好的并行性能, 能获得与标准有限元方法相同收敛阶的有限元解. 理论分析和数值试验验证了并行算法的高效性