数值积分对完全非线性抛物型积分微分方程有限元方法的影响*

抛物型积分微分方程在带有记忆性的热传导 ,扩散 ,生物力学等实际问题中有广泛的应用 本文考虑如下模型 :ｃ(ｘ ,ｕ) ｔ = · {ａ(ｘ ,ｕ) ｕ + ∫ｔ0 ｂ(ｘ ,ｔ,τ ,ｕ(ｘ ,τ) ) ｕ(ｘ ,τ)ｄτ}+ ｆ(ｘ ,ｔ ,ｕ)　　　　　　　　　　　　　　　　 (ｘ ,ｔ) ∈Ω× [0 ,Ｔ]ｕ(ｘ ,ｔ) =0 ,　　 (ｘ ,ｔ)∈ Ω× [0 ,Ｔ]ｕ(ｘ ,0 ) =ｕ0 (ｘ) ,　　ｘ ∈Ω ,其中Ω Ｒｎ 为多角型区域 , Ω为边界 不用数值积分 ,对这类问题有限元方法研究已有很多工作[5 -8,11] ,导出了最优Ｌ2 及Ｈ1模估计 众所周知 ,解偏微分方程的有限元方法最终…     

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.     

THE FINITE ELEMENT METHODS FOR A CLASS OF NONLINEAR PARABOLIC EQUATIONS

1　IntroductionConsider the nonlinear parabolic initial-boundary problem:φ( x,u) ut- di,j=1 xj( aij( x,u) u xi) - di=1bi( x,u) uxi =f ( x,u)　　　　 ( x,t)∈Ω× ( 0 ,T]u( x,0 ) =u0 ( x)　　 x∈Ωu( x,t) =0　　 ( x,t)∈ Ω× ( 0 ,T]( 1 .1 )where ut= u t,uxi= u xi.Ω is a bounded domain in Rd with a smooth boundary Ω.Supposeφ( x,u) =1 ,bi( x,u) =0 in( 1 .1 ) ,Douglas and Dupont[1 ] formulated severalGalerkin procedures in 1 970 called Crank-Nicolson-Galerkin approximation,predictor-co…     

INTERIOR ERROR ESTIMATES FOR NONCONFORMING FINITE ELEMENT METHODS OF THE STOKES EQUATIONS

1.IntroductionInteriorerrorestimatesforfiniteelementdiscretizations(conforming)werefirstintroducedbyNitscheandSchatz[14]forsecondorderscalarellipticequationsin1974.Theyprovedthatthelocalaccuracyofthefiniteelementapproximationisboundedintermsoftwofact...     

非线性抛物型方程的二次元有限体积元方法

In this paper, a fully discrete finite volume element method for a class of second order nonlinear parabolic equations is given. Piecewise quadratic trial functions and piecewise constant test functions are used to obtain error estimates. A numerical example is given at, the end to show the feasibility of the method.     

Stokes方程的稳定化间断有限元法

本文对定常的Stokes方程提出了一种新的间断有限元法,通过对通常的间断Galerkin有限元法应用稳定化思想,建立了一个相容的稳定间断有限元格式,对速度和压力的任意分片多项式空间Pl(K),Pm(K)的间断有限元逼近证明了解的存在唯一性,给出了关于速度和压力的L2 范数的最优误差估计．     

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.     

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.     

奇异非线性抛物方程的时空有限元方法

时空有限元的思想早期出现在Oden和Nickell＆Sackman等人的论文中,它通过统一时空变量,克服了一般有限元方法对时间作差分离散时引起的时间上的低精度,得到了一种解决时间依赖问题的有效方法．之后,在其基础上又发展起来了流线扩散法和特征流线扩散法．Gurtin于1964年提出了一种变分原理,为人们构造时空有限元提供了一个新的途径．1973年Reed和Hill提出间断Galerkin有限元方法．     

非线性抛物型方程的变网格有限元法

Three linear finite element schemes with moving mesh are established for a class of nonlinear parabolic equations.Optimal L^2-norm and energy norm error estimates are derived under certain conditions.     

一类波动方程有限元投影格式的误差分析

1.引 言 本文考虑如下不含阻尼项的波动方程的有限元逼近: 其中区域Ω Rd（d=2,3）是足够光滑的有界多边形区域,其边界为Γ=　Ω.初始条件为:当t=0时,u=u0,ut=u1.     

中立型时间延滞抛物方程初边值问题的有限元方法

１引言在生物学、统计学、控制论及航天技术等领域的研究中,经常出现由时间延滞偏微分方程所刻划的数学模型．目前仅有［１］等对这类方程在解的性质方面作过研究．本文考虑最简单的中立型时间延滞抛物方程初边值问题的有限元方法,其中 为常数, 为正常数, 为Ｒ中具有光滑边界 的有界区域． 当 时,（１．１）就是通常的抛物方程初边值问题．讨论（１．１）有限元逼近的难点在于函数 对时间导数一般不存在,且ｔ时刻函数ｕ（ｘ,ｔ）总与ｔ－时刻函数ｕ（ｘ,ｔ－ｒ）有关．为克服这一困难,我们将时间以ｒ为单位进行剖分,在一定条件下…     

半线性抛物方程的时空有限元方法的误差估计

<正>1引言本文考虑如下半线性抛物方程(?)其中Ω∈R~2.函数f(u):C→C满足:(1)|f(u)|≤c|u|(?)u∈C(Ω)(2)Lipschitz条件,即     

IMPROVED ERROR ESTIMATES FOR MIXED FINITE ELEMENT FOR NONLINEAR HYPERBOLIC EQUATIONS: THE CONTINUOUS-TIME CASE

1. IntroductionLet n be a bounded domain in RZ with Lipschitz boundary an, and unit Outward normalu. FOr ford 0 < T < co j J = (0, p, we discuss ~ face element aPProtoations of secondorder nonlinear hyperbolic equationwith hatiai conditionsand Dinchiet bOUndary conditionWe shall assume that the functions c(x,u), a(x,u), f(x,u,t), g(x,t) and solution u(z,t)have sufficient regular Additionally, we assume that there each constants c*, c*, a*, aama* such thatOpt~ tales Of convergence for Gal…     

地下水污染中一离子反应数学模型的有限元方法

1　引　　言在地下水含水层中 ,污染物随地下水运移并常常发生各种化学反应 [1 ] .描述地下水含水层中一类阳离子交换反应 m M1 +r M2 k2k1 r M2 +m M1 的数学模型[2 ] 为 : s1 t- dΔs1 =f1 ,　　 x∈Ω ,t∈ J (1.1a) s2 t- dΔs2 =f2 ,　　 x∈Ω ,t∈ J (1.1b) c1 t+ρ s1 t- DΔc1 =0 ,　　 x∈Ω ,t∈ J (1.2 a) c2 t+ρ s2 t- DΔc2 =0 ,　　 x∈Ω ,t∈ J (1.2 b)其中 Ω R2为具有光滑边界的有界区域 ,J=(0 ,T].这里 D>d>0为扩散系数 ,ρ>0为固体颗粒密度 ,均为常数 .根据 [1,2 ]应有 :f1 =m[k1 Rm1 Rr2 cm1 sr2 -…     

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.     

关于一类二阶非线性双曲型方程全离散有限元方法的稳定性和收敛性估计

1　引　　言考虑如下混合问题 :φ( x,u) utt- di,j=1 xi( aij( x,u) u xj) - di=1bi( x,u) uxi =f( x,u)　　　　　　　　　　　　　　　 ( x,t)∈Ω× [0 ,T]u( x,0 ) =0 ,　 ut( x,0 ) =0　　 x∈Ωu( x,t) =0　 ( x,t)∈ Ω× [0 ,T]( 1 .1 )这里 utt= 2 u t2 ,uxi= u xi;Ω是 Rd 中充分光滑的有界开域 ,边界 Ω光滑 .对于 φ( x,u)中仅含有 x,或 φ( x,u)≡ 1的线性或非线性双曲型方程的半离散或全离散有限元方法的研究已有 [1 ] -[4 ] .这些文献定义了线性[1 ] [4] 或非线性[2 ] 或预测—校正[4] 全离散有限元格式 ,然后将原方…     

非线性双曲型方程的混合元方法

1　引　　言考虑下述非线性双曲型方程的混合问题:c(x,u)utt-.(a(x,u)u)=f(x,u,t),　　x∈Ω,t∈J,(1.1)u(x,0)=u0(x),　　x∈Ω,(1.2)ut(x,0)=u1(x),　　x∈Ω,(1.3)u(x,t)=-g(x,t),　　(x,t)∈Ω×J,(1.4)其中ΩR2是一具有Lipschitz边界Ω的有界区域,J=[0,T],0相似文献   

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。     

椭圆型方程的重叠型区域分裂混合元方法

本文研究椭圆型方程的重叠型区域分解混合元方法，对第一边值和第二边值问题，分别给出了离散形式的区域分解混合元格式；证明了区域分裂格式解的存在唯一性和算法的收敛性，并给出数值算例．