无界区域Stokes 问题非重叠型区域分解算法及其收敛性

本文研究无界区域Stokes方程外问题的利用有限元法和自然边界归化的非蕈叠型区域分解算法,此方法对无界区域Stokes问题非常有效.给出连续和离散情形的D-N算法及其收敛性分析,得到算法收敛的充要条件及充分条件,并得到最优的松弛因子和压缩因子,最后给出数值算例予以验证.     

非协调区域分解的Lagrangian乘子法

§1.引言 近年来随着并行计算机的迅速发展,求解椭圆型方程的区域分解法愈来愈引起人们的兴趣和重视.但是,目前能够见到的有限元区域分解法几乎都要求有限元空间在跨过子区域的边界时是协调的,必然限制有限元区域分解算法的优越性. [3]提出了一种非协凋区域分解法——非协调区域分解的杂交法.采用简化杂交法处理各子区域交界处的非协调性,这种方法在子区域的内部和边界采用两套不同的变量,允许内部变量在跨过各子区域的边界时不连续.但是这种方法有它的局限性,即要求边界变量在各子区域的顶点处必须保持连续性,这对推广到三维空间的情形带来很大的困难.本文提出一种非协调区域分解的Lagrangian乘子法,引进Lagrangian乘子来处理各子区域交界处的非协调性.这种方法也在子区域内部和边界采用两套不同的变量,它不仅允许内部变量在越过各子区域边界时的非协调性,并且还允许边界变量在各子区域的顶点处可以不连续,这就弥补了[3]的不足.同时,这种算法具有[3]的优点,即在不     

Stokes问题的区域分解法

本文主要讨论了Ｓｔｏｋｅｓ问题的非重迭型两仓区域性情形的区域分解算法，首先讨论了连续情形，然后将区域分解算法应用到Ｓｔｏｋｅｓ问题的非协调离散情形。     

依赖时间的Lagrange乘子区域分解法的显式格式

１．引言 近年来,一类新的区域分解法－非匹配网格区域分解法,日益引起人们的广泛兴趣．这类区域分解法的特点是：相邻子区域在公共边（或面）上的结点可以不重合,从而可方便地处理匹配网格区域分解法难以处理的问题：变动网格问题（例如石油勘探中的地层错动问题）和最优网格设计问题（即根据解的性质和实际问题的要求在不同子区域上采用不同的单元类型,不同的网格尺寸和不同阶的逼近多项式）． 在这类区域分解的算法设计中面临着两个困难：界面上非协调性的处理（与通常的协调元不同）和界面上积分的有效计算．现有算法中较引人注目的…     

单障碍问题区域分解法的单调收敛性与收敛速度估计

本文我们考虑一类典型的椭圆型算子的障碍问题的区域分解算法,分析算法的单调收敛性并给出相应的收敛速度估计.障碍问题有着重要的物理背景（参见[3,9]）.近些年来,有关障碍问题的区域分解法方面的研究已经有一些成果.关于线性算子情形,读者可参看[1,2,5,7,8,10,12,13,14,15,17]等文献,而对于非线性算子情形,读者可参看[4,6,16,18].在这些文献中,已经有部分涉及到算法的收敛速度估计.例如,文[15,16]给出了有限元区域分解算法的迭代误差的渐近最大模估计,文[13]给出了求解具M-阵的有限维互补问题     

具单调收敛性的区域分解法

1 引言 区域分解法和多重网格法都被认为是求解椭圆边值问题的快速算法.这两类算法也先 后应用于变分不等式的求解并获得了较为成功的数值尝试,收敛性理论也相继建 立.但是和用于方程问题不同,建立相应的h无关收敛性理论甚至更初步的收敛率分析遇到 一定的困难.九十年代初,Kornhuber针对变分不等式第一边值问题及摩擦问题进一步 讨论了多重网格法的收敛性质并在其离散问题非退化情形证明了渐近几何收敛速度,但仍 未见到有关h无关收敛性.区域分解法起步稍晚,但自八十年代末Lions给出了Schwarz交 替法的变分解释以来发展很快.Kuznetsov等人于九十年代初证明了乘性 Schwarz和加性Schwarz算法用于求解单边障碍问题时单调收敛于解.在同样条件下, [13]得到了误差估计式并利用无约束情形的有关结果得到了h无关收敛性.但是,在前述 的各种区域分解法中,子问题的求解都是精确的,因此在子域上费时较多而且在数值上也往 往只能得到子问题的近似解.这样自然产生这样一个想法:能否在子问题上和多重网格法 一样用近似解代替?本文即是针对此问题,从加性Schwarz算法入手,不仅证明算法收敛,而     

含非线性源项的变分不等式的加性区域分解法

本文研究一类求解非线性变分不等式的加性区域分解法,其中区域分解为非重叠子区域,在界面上采用Robin条件,得到了算法的收敛性,而且数值算例表明,选取适合的Robin参数可加快算法的收敛速度.     

基于半平面上自然边界归化的无界区域上的Schwarz交替法及其离散化

1．引言由于并行技术的不断发展，人们越来越重视区域分解法的研究．对于闭曲线o外部的无界区域Ω上的椭圆边值问题，近年来基于自然边界归化理论[2,5,6,10]，提出了无界区域上的一类重叠型和不重叠型区域分解算法［11，12。13］，即将无界区域Ω分解为一个很小的有界区域Ω1和一个圆外无界区域Ω2，在Ω1和Ω2上分别有限元法和自然边界元法交替求解．其中，对于连续情形的重叠型区域分解法可利用投影理论得到意义下的几何收敛性［11］．对于连续情形和离散情形的重叠型区域分解法还可利用极值原理证明在最大模意义下的几何收敛性113］本文…     

解Stokes问题的P1非协调四边形元的稳定化方法

本文研究了用(~P)_1-Q_0元(其中(~P)_1表示P_1非协调四边形元)解Stokes问题的非协调混合有限元稳定化逼近方法.(~P)_1-Q_0元不满足LBB条件(见[7,14] ),因而其不能直接用来求解Stokes问题.受[3] 的启发,我们提出了一种用(~P)_1-Q_0元解Stokes问题的稳定化方法,证明了这种方法的稳定性和离散问题解的存在唯一性,得到了最优误差估计.文章最后给出的数值算例验证了我们的理论结果.     

热传导方程的一类新型重叠型并行区域分解有限差分算法

0引言随着大规模科学工程计算的发展和计算精度要求的提高,区域分解和并行计算的发展越来越受到人们的重视.区域分解方法把复杂或大型的问题分解成若干重叠或非重叠子区域上的子问题,再在子区域上利用各种算法求解子问题.借助于区域分解,各子区域之间的计算可以并行,这引起了人们的研究兴趣和极大的应用前景.重叠型区域分解法的原始思想来源于Schwarz交替法.近年来建立在Schwarz交替法基础上的区域分解法在理论分析和实际应用中取得令人注目的发展,已成为一种有效的迭代方法.经典的Schwarz交替法本质上是串行的.随着并行计算的发展,出现了多种可完全并行化的Schwarz算法     

求解HJB方程的区域分解法

本文提出了求解HJB方程的一种区域分解法,并证明了算法的收敛性,这种算法将[3]提出的两子域区域分解法推广到多子域的情形.     

非协调区域分解Lagrange乘子法的超收敛

本文讨论分析非协调区域分解Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子法对二阶椭圆型方程Ｄｉｒｉｃｈｌｅｔ问题的有限元超收敛现象。文中通过利用积分恒等式，适宜地引进Ｌ２投影过渡以及高次插值后处理等技巧，经过一系列误差分析及估计，得到了高出半阶的超收敛结果，实现了非协调区域分解法与高精度算法的结合。     

解含非线性源项的变分不等式问题的非重叠区域分解法

１．引言 近十几年来,变分不等式区域分解算法方面的研究取得了很多成果．特别是重叠型区域分解法方面的研究更是硕果累累,读者可参阅［１－８］等文献．而非重叠型区域分解法方面的研究目前相关结论不多,只有文献［９］针对线性算子单障碍问题提出了一类多子域非重叠区域分解算法（该方法的基本思想来自于工程中早已运用的子结构法）,证明了它的收敛性,并给出了收敛速度分析． 本文将针对含非线性源项的变分不等式问题提出一类多子域非重叠区域分解算法,并给出其收敛性和收敛速度分析． ２．问题及其有限元逼近 设ｎ为ＲＺ中有界凸多…     

Stokes问题的变网格非协调有限元法

众所周知,由于LBB条件的限制,用非协调元格式求解速度—压力型的Stokes问题具有构造简单,计算经济和误差阶匹配等优点而在实际计算中经常被采用。用非协调格式处理Stokes问题首先是由Crouzeix-Raviart提出来的,他们采用分片线性三中点三角元这一非协调元作为速度逼近空间,用分片常数有限元空间作为压力逼近空间(即C—R格式),得     

解单障碍问题的非重叠区域分解法

1．引言在实际中的许多物理问题、工程问题以及各类经济平衡问题都可用变分不等式来描述．本文考虑这类问题的数值解．众所周知，区域分解法的思想可朔源到19世纪70年代提出的Schwarz交替法，但直到本世纪中期才用于数值计算．而真正获得发展还是在近十几年．由于并行机与并行算法的发展，使得Schwarz算法的优良并行性能得以开发利用，从而使得这种区域分解新技术不仅应用于偏微分方程数值解，而且广泛应用于其它各类科学与工程计算问题．近几年来，重叠型区域分解已经被成功地应用于求解椭圆型变分不等式，早期的结果见［6］．我们还可从…     

关于利用内插型求积公式的奇异积分方程的数值解法(Ⅱ)

奇异积分方程 在附加条件 下的数值解法在λ=0的情形已在[1]中讨论,本文拟就λ的一般情形继续进行讨论. 本文沿用[1]的各记号。     

区域分解算法——偏微数值解新技术(Ⅰ)

区域分解算法是近年开辟的计算偏微分方程数值解的一个新方向.由于该方法能分解大型问题为小型问题;复杂区域问题为简单区域问题;串行问题为并行问题,故已成为计算大型科学与工程问题的重要方法.本文综述美、苏、法、意及我国数学家在这一领域的某些工作.全文分覆盖型、非覆盖型、虚拟型三章.必要的参考文献附于文章末,供读者参考.     

非匹配网格上Stokes-Darcy 问题非协调元离散的两水平和多水平方法

本文讨论了非匹配网格上Stokes-Darcy 问题的两种低阶非协调元方法, 给出了误差估计, 对耦合的非协调元离散问题, 通过粗网格求得的界面条件, 我们提出了一个解耦的两水平算法. 并且我们将两水平方法推广到多水平情形, 其只需在一个很粗的网格上解一耦合问题, 然后在逐步加细的网格上求解解耦的问题, 理论分析和数值试验都说明方法的高效性.     

Hilbert空间的一个约束极值问题和非协调有限元的加罚方法

在实践中成功地运用了非协调有限元并因此而使它受到人们的注意和研究。使用非协调元的一个方法是加罚方法。这是Babuska和Zlamal首先在[1]中提出的。冯康在[4]中证明:一般的,当惩罚项满足某些条件时,加罚方法总是收敛的。 非协调元(以及杂交元和某些其他数值解法)的理论研究,可以归结为Hilbert空间的一个约束极值问题。本文首先对这一抽象问题进行了分析,证明了加罚方法的收敛性     

混合有限元非嵌套网格型预处理法

1 引言 众所周知,二阶椭圆型问题混合有限元离散以后的矩阵是不定的,所以对混合法很难形成一种有效的区域分解法,在文[9]、[10]、[11]中提出了一些混合有限元方法的区域分解法,但在实际计算中有很多局限性。最近Chen对混合有限元法提出一种全新的解释并把它应用到多重网格法中,他的基本思想是混合有限元离散的代数系统实际上等价于某个非协调有限元离散的代数系统,这样可把一个不定问题转化为一个正定问题,本文将基于这种思想考虑混合有限元的区域分解法。 若按传统的Dryia-widlund两水平加性Schwarz方法,要求两层网格间具有嵌套关系,这样在应用中将带来很大的不便。本文将不要求粗网格嵌入细网格中,减少两层网格间的