Sobolev方程的特征混合有限元方法

本文针对Sobolev方程提出了一种新型数值模拟方法一特征混合有限元方法．该方法对方程的对流部分采用沿特征线的后退差分格式求解，以保证较小的截断误差限并避免了在流动的锋线前沿数值弥散现象的出现；对流动的扩散部分采用最低次混合元方法求解，以保证格式可同时逼近未知函数及伴随向量函数．由于该方法中检验函数可取分片常数，此格式在某种意义上具有局部守恒性质．通过严格的数值分析，建立了格式对待求函数及伴随向量的最优L2误差分析理论．     

Sobolev 方程的$H^1$-Galerkin混合有限元方法

对Sobolev方程采用H1-Galerkin混合有限元方法进行数值模拟．给出了一维空间中该方法的半离散和全离散格式及其最优误差估计;并将该方法推广到二维和三维空间．与H1-Galerkin有限元方法相比,该方法不仅降低了对有限元空间的连续性要求;而且与传统的混合有限元方法具有相同的收敛阶,但其有限元空间的选取却不需要满足LBB相容条件．数值例子将进一步说明该方法的可行性与有效性．     

半线性Sobolev方程的H~1-Galerkin混合有限元方法

利用H~1-Galerkin混合有限元方法研究了一维半线性Sobolev方程,得到了半离散解的最优阶误差估计,优点是不需验证LBB相容性条件.     

Sobolev方程的连续时空有限元方法

本文研究Sobolev方程的连续时空有限元方法.首先建立Sobolev方程的连续时空有限元格式,然后证明了解的存在唯一性和稳定性并给出连续时空有限元解各种范数下的误差估计.最后给出数值算例来验证理论分析的正确性,并进一步说明本文所建立的格式关于时间可以得到比传统有限元方法更高的精度.     

非线性Sobolev方程的非协调H~1-Galerkin混合有限元方法

利用带约束的非协调旋转Q_1元和零阶R-T元对一类非线性Sobolev方程构造了总体自由度较小的非协调H~1-Galerkin混合元格式,基于单元插值算子的特殊性质,利用积分恒等式和平均值技巧,分别在半离散和全离散格式下得到了与以往文献中使用协调元方法完全相同的超逼近和超收敛结果.     

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...     

Sobolev型方程有限元的后处理方法

1 引言 考虑下述Sobolev型方程的混合问题 (a) (b) (c) 其中Ω为R~2中具有边界的矩形域,a,b,f,u_o。为适当光滑且有界的已知函数,a(x,t)有正下界a_*. Sobolev型方程是重要的数学物理方程之一,文[1]导出了问题(1.1)标准有限元方法的最优L_2(2≤P<∞)估计.本文研究矩形剖分上的双k次有限元方法,用插值算子对近似解进行后处理,仅增加极少工作量,使整体收敛性提高一阶.本文证明了误差及任意阶时间导 进行后处理,仅增加极少工作量,使整体收敛性提高一阶.本文证明了误差及任意阶时间导数的H~1,W~(1,∞),L_p和L_∞的超收敛估计.若采用文[2]的预处理方法构造最优剖分,可将本文结果推广到一般区域(仍超收敛1/2阶).这样,采用低次有限元可获得高阶精度,从而大大节省了计算量.     

Sobolev方程一个新的H~1-Galerkin混合有限元分析

研究了Sobolev方程的H~1-Galerkin混合有限元方法.利用不完全双二次元Q_2~-和一阶BDFM元,建立了一个新的混合元模式,通过Bramble-Hilbert引理,证明了单元对应的插值算子具有的高精度结果.进一步,对于半离散和向后欧拉全离散格式,分别导出了原始变量u在H~1-模和中间变量p在H(div)-模意义下的超逼近性质.     

FINITE ELEMENT METHODS FOR SOBOLEV EQUATIONS

A new high-order time-stepping finite element method based upon the high-order numerical integration formula is formulated for Sobolev equations, whose computations consist of an iteration procedure coupled with a system of two elliptic equations. The optimal and superconvergence error estimates for this new method are derived both in space and in time. Also, a class of new error estimates of convergence and superconvergence for the time-continuous finite element method is demonstrated in which there are no time derivatives of the exact solution involved, such that these estimates can be bounded by the norms of the known data. Moreover, some useful a-posteriori error estimators are given on the basis of the superconvergence estimates.     

对流占优的Sobolev方程的投影稳定化有限元方法

对于对流占优的Sobolev方程,提出了一种新的投影稳定化有限元方法,建立了半离散和全离散的投影稳定化格式,给出了解的稳定性和收敛性分析.该方法能够有效克服对流占优,与内罚方法相比,投影格式更简单,计算量更小,且得到的C—N格式是无条件稳定的,时间精度达到了二阶.最后,通过实验证明,数值结果与理论结果完全一致.     

MIXED FINITE ELEMENT METHOD FOR SOBOLEV EQUATIONS AND ITS ALTERNATING-DIRECTION ITERATIVE SCHEME

In this paper, we study the mixed element method for Sobolev equations. A time-discretization procedure is presented and analysed and the optimal order error estimates are derived.For convenience in practical computation, an alternating-direction iterative scheme of the mixed fi-nite element method is formulated and its stability and converbence are proved for the linear prob-lem. A numerical example is provided at the end of this paper.     

Sobolev方程的CN全离散化有限元格式

首先给出Sobolev方程关于时间二阶精度的Crank-Nicolson(CN)时间半离散格式,然后直接从时间二阶精度的CN时间半离散格式出发,构造CN全离散化的有限元格式,并给出这种时间二阶精度的CN全离散化有限元解的误差估计.本文研究方法使得理论证明变得更简便, 也是处理Sobolev方程的一种新的尝试.     

HAMILTON-JACOBI-BELLMAN方程的混合元方法

0　引　　言考虑下列随机微分方程 :ｄＸｔｄｔ =σ(Ｘｔ,αｔ) ζｔ+ｂ(Ｘｔ,αｔ)　ｔ≥ 0 ( 1 .1ａ)　　　　Ｘ0 =ｘ ∈ＲＮ ( 1 .1ｂ)　　此处 ,σ和ｂ分别是定义在ＲＮ×Ａ上的矩阵值和向量值函数 ,Ａ是给定的可分空间 ,αｔ值位于Ａ中的随机过程 更严格地 ,方程 ( 1 .1ａ)可写成下列形式 :Ｘｔ =ｘ + ∫ｔ0 σ(Ｘｓ,αｓ)ｄＢｓ+ ∫ｔ0 ｂ(Ｘｓ,αｓ)ｄｓ　ｔ≥ 0 ( 1 .2 )此外 ,Ｂｔ 是ｍ 维Ｂｒｏｗｎ运动 ,使得 :Ｅ(Ｂｔ) =0 ,Ｅ(Ｂ2 ｔ) =ｔ;∫ｔ0 σ(Ｘｓ,αｓ)ｄＢｓ 是随机积分 我们知道 ,σ ,ｂ若足够光滑 ,则保证了对每一…     

带有对流项的拟线性Sobolev方程的差分-流线扩散法

1　引　　言流线扩散法 (Stream line- Diffusion method,简称 SD方法 )是由 Hughes和 Brooks在文献 [1]中提出 ,并由 Johnson等人 (文献 [2 ]- [4])发展起来的求解对流占优扩散问题 (包括双曲型问题 )的一种有效的数值方法 .SD方法兼具有良好的数值稳定性和高阶收敛精度已广泛地应用于计算流体等诸多问题 .然而 ,传统的 SD方法均采用时空有限元求解发展型问题 .这样 ,虽可使时间和空间方向上的精度很好的协调起来 ,却增大了实际计算的复杂程度 ;对非线性问题也不便进行线性化处理 .孙澈等人在文献 [5 ]中对对流扩散问题提出了仅对空间…     

AN ANISOTROPIC NONCONFORMING FINITE ELEMENT METHOD FOR APPROXIMATING A CLASS OF NONLINEAR SOBOLEV EQUATIONS

An anisotropic nonconforming finite element method is presented for a class of nonlinear Sobolev equations. The optimal error estimates and supercloseness are obtained for both semi-discrete and fully-discrete approximate schemes, which are the same as the traditional finite element methods. In addition, the global superconvergence is derived through the postprocessing technique. Numerical experiments are included to illustrate the feasibility of the proposed method.     

GLOBAL FINITE ELEMENT NONLINEAR GALERKIN METHOD FOR THE PENALIZED NAVIER-STOKES EQUATIONS GLOBAL FINITE ELEMENT NONLINEAR GALERKIN METHOD FOR THE PENALIZED NAVIER-STOKES EQUATIONS

1. IntroductionIn the numerical simulation of the Navier-Stokes equations one encounters three seriousdifficulties in the case of large Reynolds numbers f the treatment of the incomPressibility con-dition divu = 0, the treatment of the noIilinear terms and the large time integration. For thetreatment of the incoInPressibility condition, one use the penalty method in the case of finiteelemellts [1--2l and for the treatmen of the noulinar terms and the large tfor integration, oneuse the nonlin…