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相似文献
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1.
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。  相似文献   

2.
奇异非线性抛物方程的时空有限元方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
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.  相似文献   

3.
研究对流扩散方程的时空间断Galerkin有限元方法,该方法采用时,空两个变量都允许间断的基函数,更适用于移动网格,自适应算法以及并行计算.本文利用拉格朗日欧拉方法,采用F.Brezzi数值流通量,给出对流扩散方程的间断时空有限元离散格式,并证明格式的相容性,强制性,稳定性,解的存在唯一性,以及总体误差估计.  相似文献   

4.
间断Galerkin有限元方法非常适合在非结构网格上高精度求解Navier-Stokes方程,然而其十分耗费计算资源.为了提高计算效率,提出了高效的MIMD并行算法.采用隐式时间离散GMRES+LU SGS格式,结合多重网格方法,当地时间步长加速算法收敛.为了保证各处理器间负载平衡,采用区域分解二级图方法划分网格,实现内存合理分配,数据只在相邻处理器间传递.数值模拟了RAE2822翼型和M6黏性绕流,加速比基本呈线性变化且接近理想值.结果表明了该算法能有效减少计算时间、合理分配内存,具有较高的加速比和并行效率,适合于MIMD粗粒度科学计算.  相似文献   

5.
对流扩散方程一类改进的特征线修正有限元方法   总被引:4,自引:1,他引:4  
1引言在地下水污染,地下渗流驱动,核污染,半导体等问题的数值模拟中,均涉及抛物型对流扩散方程(或方程组)的数值求解问题.这些对流扩散型偏微分方程(或方程组)具有共同的特点:对流的影响远大于扩散的影响,即对流占优性,对流占优性给问题的数值求解带来许多困难,因此对流占优问题的有效数值解法一直是计算数学中重要的研究内容.用通常的差分法或有限元法进行数值求解将出现数值振荡.为了克服数值振荡,提出各种迎风方法和修正的特征方法并在这些问题上得到成功的实际应用、80年代,Douglas和Russell[2]等…  相似文献   

6.
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...  相似文献   

7.
张然 《计算数学》2020,42(1):1-17
本文考虑弱有限元(简称WG)方法在线弹性问题中的应用.WG方法是传统有限元方法的推广,用于偏微分方程的数值求解.和传统有限元一样,它的基本思想源于变分原理.WG方法的特点是使用在剖分单元内部和剖分单元边界上分别有定义的分片多项式函数(即弱函数)作为近似函数来逼近真解,并针对弱函数定义相应的弱微分算子代入数值格式进行计算.除此之外,WG方法允许在数值格式中引进稳定子以实现近似函数的弱连续性.WG方法具有允许使用任意多边形或多面体剖分,数值格式与逼近函数构造简单,易于满足相应的稳定性条件等优点.本文考虑WG方法在求解线弹性问题中的应用.围绕线弹性问题数值求解中常见的三个问题,即:数值格式的强制性,闭锁性,应力张量的对称性介绍WG方法在线弹性问题求解中的应用.  相似文献   

8.
王军平  叶秀  张然 《计算数学》2016,38(3):289-308
本文简述弱有限元方法(weak Galerkin finite element met,hods)的数学基本原理和计算机实现.弱有限元方法对间断函数引入广义弱微分,并将其应用于偏微分方程相应的变分形式进行数值求解,而数值解的弱连续性则通过稳定子或光滑子来实现.弱有限元方法针对广义函数而构建,是经典有限元方法的一种自然拓广,且能够弥补经典有限元方法的某些缺憾,也因此在科学与工程计算领域具有广泛的应用前景.  相似文献   

9.
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…  相似文献   

10.
对Hamilton-Jacobi方程设计了一个基于Runge-Kutta间断Galerkin方法的移动网格方法,并利用坏单元指示子进一步设计了一个局部移动网格方法.数值结果表明这两个方法相比均匀网格能提高数值解的质量.同时局部移动网格方法通过将网格移动局部化,在不影响精度的前提下节省了计算时间,提高了计算效率。  相似文献   

11.
For Sobolev equation, we present a new numerical scheme based on a modified weak Galerkin finite element method, in which differential operators are approximated by weak forms through the usual integration by parts. In particular, the numerical method allows the use of discontinuous finite element functions and arbitrary shape of element. Optimal order error estimates in discrete $H^1$ and $L^2$ norms are established for the corresponding modified weak Galerkin finite element solutions. Finally, some numerical results are given to verify theoretical results.  相似文献   

12.
Weak Galerkin finite element method is introduced for solving wave equation with interface on weak Galerkin finite element space $(\mathcal{P}_k(K), \mathcal{P}_{k−1}(∂K), [\mathcal{P}_{k−1}(K)]^2).$ Optimal order a priori error estimates for both space-discrete scheme and implicit fully discrete scheme are derived in $L^∞(L^2)$ norm. This method uses totally discontinuous functions in approximation space and allows the usage of finite element partitions consisting of general polygonal meshes. Finite element algorithm presented here can contribute to a variety of hyperbolic problems where physical domain consists of heterogeneous media.  相似文献   

13.
In this article we consider the fully discrete two-level finite element Galerkin method for the two-dimensional nonstationary incompressible Navier-Stokes equations. This method consists in dealing with the fully discrete nonlinear Navier-Stokes problem on a coarse mesh with width $H$ and the fully discrete linear generalized Stokes problem on a fine mesh with width $h << H$. Our results show that if we choose $H=O(h^{1/2}$) this method is as the same stability and convergence as the fully discrete standard finite element Galerkin method which needs dealing with the fully discrete nonlinear Navier-Stokes problem on a fine mesh with width $h$. However, our method is cheaper than the standard fully discrete finite element Galerkin method.  相似文献   

14.
This paper presents error estimates in both an energy norm and the $L^2$-norm for the weak Galerkin (WG) finite element methods for elliptic problems with low regularity solutions. The error analysis for the continuous Galerkin finite element remains same regardless of regularity. A totally different analysis is needed for discontinuous finite element methods if the elliptic regularity is lower than H-1.5. Numerical results confirm the theoretical analysis.  相似文献   

15.
A newly developed weak Galerkin method is proposed to solve parabolic equations. This method allows the usage of totally discontinuous functions in approximation space and preserves the energy conservation law. Both continuous and discontinuous time weak Galerkin finite element schemes are developed and analyzed. Optimal‐order error estimates in both H1 and L2 norms are established. Numerical tests are performed and reported. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Numer Methods Partial Differential Eq, 2013  相似文献   

16.
A primal hybrid finite element scheme is introduced to produce completely discontinuous solution for diffusion and convection-diffusion problems. Same rate of convergence as classical methods is obtained in suitable norms. Finally an a posteriori error estimator is given.  相似文献   

17.
时空有限元方法通过统一时间和空间变量,克服了传统有限元方法对时间作差分离散引起的时间上的低精度,不但具有时、空高精度,而且在无结构网格上耗散特性好、无条件稳定,成为解决时间依赖问题的有效方法.本文利用抛物问题给出时间允许间断而空间连续的时空有限元方法的基本概念和过程,给出抛物型方程、积分-微分方程、双曲方程、Sobolev方程和其他高阶方程的算例,验证方法的精度和稳定性,并综合评价时间间断时空有限元方法目前的发展现状和应用前景.  相似文献   

18.
In this article we consider a two-level finite element Galerkin method using mixed finite elements for the two-dimensional nonstationary incompressible Navier-Stokes equations. The method yields a $H^1$-optimal velocity approximation and a $L_2$-optimal pressure approximation. The two-level finite element Galerkin method involves solving one small, nonlinear Navier-Stokes problem on the coarse mesh with mesh size $H$, one linear Stokes problem on the fine mesh with mesh size $h << H$. The algorithm we study produces an approximate solution with the optimal, asymptotic in $h$, accuracy.  相似文献   

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