一类四阶抛物积分微分方程混合元方法的超收敛分析

本文的主要目的是利用双线性元Q_(11)及Q_(01)×Q_(10)元研究一类非线性四阶抛物积分微分方程的混合有限元方法.一方面,利用上述两种元的高精度结果以及对时间t的导数转移技巧,在半离散格式下,导出原始变量u和中间变量w=-?u在H~1-模意义下及流量p(向量)=-?u在(L~2)~2-模意义下具有O(h~2)阶的超逼近性质.进一步地,借助插值后处理技术,得到上述变量的整体超收敛结果.另一方面,建立一个新的向后Euler全离散格式.通过采取新的分裂技术,得到u和w在H~1-模意义下及p在(L~2)~2-模意义下具有O(h~2+?t)阶的超逼近和超收敛结果.这里,h和?t分别表示空间剖分参数和时间步长.最后,给出一个数值算例,计算结果验证了理论分析的正确性.     

抛物积分微分方程非协调类Wilson元的整体超收敛和外推

本文研究了类Wilson元对抛物积分微分方程的逼近的问题.利用当u∈H3(Ω)/ H4(Ω)时,该元的非协调误差在能量模意义下可以达到O(h2)/O(h3)这一性质,并运用对时间t的导数转移技巧,结合双线性元的高精度结果及插值后处理技术,获得了O(h2)阶的超逼近和整体超收敛结果,最后,通过构造新的合适的外推格式,得到了具有更高精度O(h3)阶的近似解.     

电报方程的类Wilson非协调有限元分析

本文在矩形网格上讨论了半离散和全离散格式下电报方程的类Wilson非协调有限元逼近.利用该元在H1模意义下O(h2)阶的相容误差结果,平均值理论和关于时间t的导数转移技巧得到了超逼近性.进而,借助于插值后处理方法导出了超收敛结果.又由于该元在H1模意义下的相容误差可以达到O(h3)阶,构造了新的外推格式,给出了比传统误差估计高两阶的外推估计.最后,对于给出的全离散逼近格式得到了最优误差估计.     

带有阻尼项的非线性抛物积分微分方程的非协调混合有限元方法

研究带有阻尼项的非线性抛物积分微分方程的非协调混合有限元(EQ_1~(rot)+Q_(10)×Q_(01))方法,直接利用单元插值的性质,运用高精度分析和导数转移技巧,导出了半离散格式的超逼近性质,同时利用插值后处理技术,导出了相应的O(h~2)阶整体超收敛结果,并通过构造一个合适的外推格式得到了O(h~3)阶的外推解.     

双曲积分微分方程类Wilson非协调元的超收敛和外推

将类Wilson非协调元方法应用于半离散格式下双曲积分微分方程的逼近.当问题的精确解u∈H3(Ω)/H4(Ω)时,利用该单元相容误差在能量范数意义下可达到O(h2)/O(h3)阶(比其插值误差高一阶/两阶)的特殊性质,并结合双线性元的高精度分析和插值后处理技巧,得到了与以往文献中双线性元完全相同的O(h2)阶的超逼近性质和整体超收敛结果.进而,通过构造一个新的外推格式导出了具有三阶精度的外推解.     

非线性伪双曲积分微分方程的类Carey元超收敛分析

将非协调三角形类Carey元应用于非线性伪双曲积分微分方程进行了超收敛分析.利用该元在能量模意义下非协调误差比插值误差高一阶的特殊性质,线性三角形元的高精度分析结果及平均值技巧,在抛弃传统的Ritz-Volterra投影的情形下,得到了半离散格式能量模意义下的超逼近性质.进一步地,借助插值后处理技术,导出了相应的整体超收敛结果.     

多项时间分数阶扩散方程类 Wilson非协调元的超收敛分析

基于L1离散格式,针对具有Caputo导数的二维多项时间分数阶扩散方程给出了类Wilson非协调有限元方法.首先证明其逼近格式的无条件稳定性.其次利用该单元的特殊性质和分数阶导数巧妙的处理技巧导出了超逼近结果,进一步地,借助插值后处理技术导出了超收敛估计.     

一类非线性双曲积分微分方程的类Carey元超收敛和外推

利用非协调三角形类Carey元对一类非线性双曲积分微分方程进行了超收敛分析和外推.基于单元的特殊性质,线性三角形元的高精度分析结果,平均值和导数转移技巧,以及插值后处理技术,得到了半离散格式能量模意义下具有O(h~2)阶的超逼近性质和整体超收敛结果.同时,通过构造一个合适的辅助问题,运用Richordson外推格式,导出了具有O(h~4)阶的外推结果.     

抛物型积分微分方程的非协调Wilson元方法

该文首次研究了一类非线性抛物积分微分方程的非协调四边形Ｗｉｌｓｏｎ元方法，提出了它的连续时间ＧａｌｅｒＫｉｎ逼近格式，并获得了最优Ｈ′和Ｌ２误差估计．     

非线性抛物型积分微分方程非协调三角形Carey元的收敛性分析

将非协调三角形Carey元应用于二维空间中的非线性抛物型积分微分方程.通过一些新的特殊方法和技巧,给出了有限元解的最优L<'2>模和能量模误差估计.     

拟线性抛物型积分微分方程的一个新最低阶混合元格式

对一类拟线性抛物型积分微分方程构造了一个新的最低阶三角形协调混合元格式,并直接利用单元插值的性质,给出了相应的收敛性分析和H~1-模及L~2-模意义下的最优误差估计.     

Unconditional Superconvergent Analysis of Quasi-Wilson Element for Benjamin-Bona-Mahoney Equation

This article aims to study the unconditional superconvergent behavior of nonconforming quadrilateral quasi-Wilson element for nonlinear Benjamin Bona Mahoney (BBM) equation. For the generalized rectangular meshes including rectangular mesh, deformed rectangular mesh and piecewise deformed rectangular mesh, by use of the special character of this element, that is, the conforming part (bilinear element) has high accuracy estimates on the generalized rectangular meshes and the consistency error can reach order $O(h^2)$, one order higher than its interpolation error, the superconvergent estimates with respect to mesh size $h$ are obtained in the broken $H^1$-norm for the semi-/ fully-discrete schemes. A striking ingredient is that the restrictions between mesh size $h$ and time step $\tau$ required in the previous works are removed. Finally, some numerical results are provided to confirm the theoretical analysis.     

非线性抛物方程的质量集中非协调元分析

将一个低阶Crouzeix-Raviart型非协调三角形元应用到一类非线性抛物方程,并建立了质量集中的半离散和向后Euler全离散逼近格式,在一般各向异性网格上利用插值算子导出了L²-模的最优误差估计.     

拟线性双曲方程类Wilson非协调元的高精度分析

主要研究类Wilson元对拟线性双曲方程的逼近.首先证明了当问题的解u∈H~3(Ω)或u∈H~4(Ω)时,u与其双线性插值之差的梯度与类Wilson元空间任意元素的梯度,在分片意义下的内积可以达到O(h~2)这一重要结论.其次运用能量模意义下该元的非协调误差可以分别达到O(h~2)/O(h~3),即比插值误差高一阶/二阶这一性质,并利用对时间t的导数转移技巧,结合双线性元的高精度结果及插值后处理技术,获得了O(h~2)阶的超逼近性和整体超收敛性,从而进一步拓广了该元的应用范围.     

非线性粘弹性波动方程的非协调混合元超收敛分析和外推

研究了非线性粘弹性波动方程在新混合元格式下非协调混合有限元方法.利用插值理论、高精度分析、平均值理论和对时间t的导数转移的技巧,借助于EQ_1~(rot)元所具有的两个性质:(a)其相容误差为O(h~2)阶比它的插值误差高一阶;(b)插值算子与Ritz投影等价,以及插值后处理技术,分别导出了原始变量u的H~1模和中间变量p的L~2模下O(h~2)阶超逼近性质和整体超收敛.进一步,通过构造适当的辅助问题,运用Richordson外推格式,得到了更高精度O(h~3)阶外推结果.     

非线性Sobolev-Galpern型湿气迁移方程的非协调类Carey元超收敛分析

主要目的是将非协调类Carey元应用于非线性Sobolev-Galpern型湿气迁移方程.借助于单元的特殊性质(即在能量模意义下相容误差比插值误差高一阶)、线性三角元的高精度分析以及平均值技巧,得到了解的超逼近性质.进一步地利用插值后处理技术导出了整体超收敛结果.     

非线性抛物型偏积分微分方程的H1-Galerkin 混合有限元方法

收稿给出一类非线性抛物型偏积分微分方程的H1-Galerkin混合有限元方法.给出了一维空间的半离散、全离散格式及最优阶误差估计,并将该方法推广到二维和三维空间.     

Unconditionally Superclose Analysis of a New Mixed Finite Element Method for Nonlinear Parabolic Equation

This paper develops a framework to deal with the unconditional superclose analysis of nonlinear parabolic equation. Taking the finite element pair $Q_{11}/Q_{01} × Q_{10}$ as an example, a new mixed finite element method (FEM) is established and the $τ$ -independent superclose results of the original variable $u$ in $H^1$-norm and the flux variable $\mathop{q} \limits ^{\rightarrow}= −a(u)∇u$ in $L^2$-norm are deduced ($τ$ is the temporal partition parameter). A key to our analysis is an error splitting technique, with which the time-discrete and the spatial-discrete systems are constructed, respectively. For the first system, the boundedness of the temporal errors is obtained. For the second system, the spatial superclose results are presented unconditionally, while the previous literature always only obtain the convergent estimates or require certain time step conditions. Finally, some numerical results are provided to confirm the theoretical analysis, and show the efficiency of the proposed method.