Navier-Stokes方程的最佳有限元非线性Galerkin算法

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…     

两类变时间步长的非线性Galerkin算法的稳定性

1．引言近年来,随着计算机的飞速发展,人们越来越关心非线性发展方程解的渐进行为．为了较精确地描述解在时间t→∞时的渐进行为,人们发展了一类惯性算法,即非线性Galerkin算法．该算法是将来解空间分解为低维部分和高维部分,相应的方程可以分别投影到它们上面,它的解也相应地分解为两部分,大涡分量和小涡分量;然后核算法给出大涡分量和小涡分量之间依赖关系的一种近似,以便容易求出相应的近似解．许多研究表明,非线性Galerkin算法比通常的Galerkin算法节省可观的计算量．当数值求解微分方程时,计算机只能对已知数据进行有限位…     

加罚Navier—Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法

该文提出了求解二维加罚Navier-Stokes方程的最佳非线性Galerkin算法．这个算法在于在粗网格有限元空间上求解一非线性子问题，在细网格增量有限元空间Wh上求解一线性子问题．如果线性有限元被使用及，则该算法具有和有限元Galerkin算法同阶的收敛速度．然而该文提出的算法可以节省可观的计算时间．     

非定常 N-S 方程的非线性 Galerkin 算法及其误差估计

本文给出了二维非定常N-S方程的三种数值格式,其中空间变量用谱非线性Galerkin算法进行离散,时间变量用有限差分离散,并研究了这些格式数值解的逼近精度．最后,给出了部分数值计算结果．     

外部非定常Navier-Stokes方程的非线性Galerkin算法

提出了求解外部非定常Navier-stokes方程的有限元边界元耦合的非线性Galerkin算法,证明了相应变分问题的正则性和数值解的收敛速度。收敛性分析表明如果选取粗网格尺度H是细网格尺度h的开平方数量级,则该算法提供了与古典Galerkin算法同阶的收敛速度。然而非线性Galerkin算法仅仅需要在粗网格解非线性问题,在细网格上解线性问题。因此,该算法可以节省计算工作量。     

惯性算法的收敛性和稳定性

1．引言对于非线性发展方程，人们感兴趣的是解的渐近行为．当某一物理参数人很小时，非定常解趋向定常解，而当入充分大时，非定常解的渐近行为完全表现在一个吸引子的结构上，这个吸引子可能是具有分数维数的分形结构．在试图逼近这个吸引子的设想当中，惯性流形显示了它的巨大优越性［1－4］．一个系统的惯性流形是一个光滑的有限维流形，它以指数级速度逼近吸引子．在这个光滑的流形上，一个偏微系统可以用它的惯性形式即有限维常微系统来得到．然而在目前状况下，人们知道存在惯性流形的非线性发展方程为数不多．而绝大部分非线性发展…     

DFP算法收敛性的一个结果

变尺度算法作用于非凸函数,是否具有全局收敛性,有关这方面的研究是十分重要的。[1]在▽f满足Lipschitz条件且算法产生的点列收敛的假设下证明了DFP算法的全局收敛件。本文给出一个与Lipschitz条件互不包含的新的条件,在此条件下,我们证明了若算法产生的点列收敛于某点,则此点必为函数的稳定点。一、引言对于非线性最优化问题:_(x∈R~n)~min f(x),其中f:R~n→R~1连续可微,用变尺度算法来求解通常是有效的。而在众多的变尺算法中,DFP算法(Davidon、Fletcher and     

非线性Galerkin算法的稳定性

0 引 言 随着计算机的发展,人们有信心去解决过去几乎无法解决的计算难题,特别是关于非线性发展方程在大时间范围内的数值积分。这是因为某些物理参数充分大时,方程的解在时间t→∞时可能不趋向于定常解,而是趋向于一个复杂集合;吸引子,这种现象引诱着人们去探讨时间趋向于无穷时解的渐近行为。 非线性Galerkin算法是按照动力系统的观点而开发的一种新的积分算法。它们基于流动的大涡分量和小涡分量相互关系的近似处理。因而特别适合于大时间区间的数值积分。 由于数值求解方程时,计算机对于已知数据只能取有限小数去近似,由此导致了数值解的误差。随着计算时间步数的增加,这种误差会发展,因此研究数值算法的有界性和稳定性     

HIGH-ORDER NONLINEAR GALERKIN METHODS

The nonlinear Galerkin methods are numerical schemes well adapted to the long-term integration of nonlinear evolution partial differential equations. In this paper, a class of high-order nonlinear Galerkin methods are provided. Moreover, convergence results with high-order spectral accuracy are derived for the schemes introduced.     

A NONLINEAR GALERKIN METHOD WITH VARIABLE MODES FOR KURAMOTO-SIVASHINSKY EQUATION

1.IntroductionThenonlinearGalerkinmethodwasintroducedbyMarionandTemaml4],whichisstemmedfromthetheoryofinertialmanifoldsanddynamicalsystemtheory.The'considerableincreaseinthecomputingpowerduringlastyearsmakesitpossibleforthemathematicianstosolvenumeri...     

ERROR ANALYSIS OF NONLINEAR GALERKIN METHODS FOR KURAMOTO-SIVASHINSKY EQUATIONS

Nonlinear Galerkin methods are new schemes for integrating dissipative systems:In the present paper, we obtain the estimates to the rate of convergence of such methods for Kuramoto-Sivashinsky equations. In particular, by an illustrative example, we show that nonlinear Galerkin methods converge faster than the usual Galerkin method.     

最优化两个拓广的SQP和SSLE算法模型及其超线性和二次收敛性

给出一般约束最优化的序列二次规划（SQP）和序列线性方程组（SSLE）算法两个拓广的模型,详细分析和论证两个模型的局部超线性收敛性及二次收敛性条件,其中并不需要严格互补条件,拓广的模型及其收敛速度结果具有更广泛的适用性,为SQP和SSLE算法收敛速度的研究提供了更为完善和便利的理论基础。     

一维广义Ginzburg-Landau方程解的正则性及线性与非线性Galerkin近似

本文得到了一维广义Ginzburs－Landau方程解的Gevrey类正则性和关于时间的解析性．在此基础上得到线性Galerkin近似和非线性Galerkin近似的收敛性．     

NONLINEAR GALERKIN METHOD AND CRANK-NICOLSONMETHOD FOR VISCOUS INCOMPRESSIBLE FLOW

1.Introduction'NonlinearGalerkinmethodisnumericalmethodfordissipativeevolutionpartialdifferentialequationswherethespatialdiscretizationreliesonanonlinearmanifoldinsteadofalinearspaceasintheclassicalGalerkinmethod.Morepreciselygoneconsidersafinitedimension…     

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…     

A NEW DIRECT DISCONTINUOUS GALERKIN METHOD WITH SYMMETRIC STRUCTURE FOR NONLINEAR DIFFUSION EQUATIONS

In this paper we continue the study of discontinuous Galerkin finite element methods for nonlinear diffusion equations following the direct discontinuous Galerkin （DDG） meth- ods for diffusion problems [17] and the direct discontinuous Galerkin （DDG） methods for diffusion with interface corrections [18]. We introduce a numerical flux for the test func- tion, and obtain a new direct discontinuous Galerkin method with symmetric structure. Second order derivative jump terms are included in the numerical flux formula and explicit guidelines for choosing the numerical flux are given. The constructed scheme has a sym- metric property and an optimal L2 （L2） error estimate is obtained. Numerical examples are carried out to demonstrate the optimal （k ＋ 1）th order of accuracy for the method with pk polynomial approximations for both linear and nonlinear problems, under one-dimensional and two-dimensional settings.