双参数有限元方法研究进展

双参数有限元方法是1991年由陈绍春教授和石钟慈院士提出来的求解四阶板弯曲问题的数值方法,经过20多年的发展它已经成为一种理论完善,应用广泛的常用数值方法.简要叙述了双参数元的构造方法和思想以及双参数元的研究成果.     

一类变分不等方程的有限元逼近

本文对一类带有两个变函数的非线性变分不等方程进行讨论，所讨论的区域Ω＝Ｒ＾ｎ是有界子开子集，边界具有分片Ｃ＾２光滑，但不必为凸区域，文中给出了解的有限元逼近及逼近的误差估计。     

Plate Contact问题的混合有限元逼近

论文考虑了Plate Contact问题的混合有限元逼近,其变分问题为第二类四阶椭圆变分不等问题.首先,根据正则化方法,得到原问题的正则化问题.再根据网格依赖范数技巧,考虑了正则化问题的Ciarlet-Raviart混合有限元逼近,并证明了真解与逼近解之间的误差估计.最后通过数值算例验证了理论分析的结果.     

一类非线性对流扩散方程两重网格特征有限元方法及误差估计

主要研究了一类非线性对流扩散方程的全离散特征有限元方法的两重网格算法及其误差估计.首先在网格步长为H的粗网格上计算一个较小的非线性问题,然后利用一阶牛顿迭代和粗网格解将网格步长为h的细网格上的非线性问题转化为线性问题求解.由于非线性问题的求解仅在粗网格上进行,该两重网格算法可以节省大量的计算工作量,同时具有较高的精度,证明了该两重网格算法L~2模先验误差估计结果为O(△t+h~2+H~(4-d/2)),其中d为空间维数.     

抛物型界面问题的变网格有限元方法

本文针对抛物型界面问题,提出了一种线性三角形变网格有限元方法.其主要思路是针对空间变量采用有限元离散,对时间变量采用差分离散,但是不同时刻的有限元剖分网格可以不同.在不引入Ritz投影这一传统分析工具的情况下,得到了最优误差估计结果,使得证明过程更加简洁.给出的数值算例验证了理论分析的正确性.     

参数识别问题混合有限元解的最大模误差估计

研究了参数识别问题混合有限元解的最大模误差估计.利用1阶Raviart-Thomas混合有限元离散状态和对偶状态变量,利用分片线性函数逼近控制变量,获得了状态变量和控制变量的最大模误差估计,这里控制变量的收敛阶是h~2,状态变量的收敛阶是h3/2|lnh|1/2.最后利用数值算例验证了理论结果.     

非线性双曲型积分微分方程有限元逼近的误差分析

考虑非线性双曲型积分微分方程半离散有限元格式,得到H^1超收敛和最优阶L^∞和W^1,∞模误差估计,结果丰富了有限元方法的理论。     

任意区域的网格自动生成和任意高阶有限元方法

本文首先简要介绍非拟合网格有限元方法求解复杂区域上椭圆问题的发展现状.然后结合最近本文作者发展的非拟合网格有限元方法,针对二阶椭圆方程提出一种任意光滑区域上的任意高阶协调有限元方法.本文在带悬点的Cartesian网格上自动生成诱导网格,在诱导网格上构造协调的高阶有限元空间,采用Nitsche技术处理Dirichlet边界条件,并证明方法的适定性和hp先验误差估计.数值算例验证了本文的理论结果.     

双曲型界面问题的变网格低阶有限元方法

本文针对双曲型界面问题,讨论线性三角形有限元的变网格方法,其主要思想是针对空间变量采用有限元离散,对时间变量采用差分离散,但不同时刻的有限元剖分网格可以不同.在不引入Ritz投影这一传统分析工具的情况下,得到了相应的最优误差估计结果.最后将该方法进行推广应用,为界面问题的数值计算提供另一种解决途径.     

非线性不适定算子方程的双参数正则化方法

对非线性不适定算子方程,引入一种双参数正则化方法求解,讨论了这种正则化方法解的存在性、稳定性和收敛性.     

A POSTERIORI ERROR ESTIMATES FOR FINITE ELEMENT APPROXIMATIONS OF THE CAHN-HILLIARD EQUATION AND THE HELE-SHAW FLOW

This paper develops a posteriori error estimates of residual type for conforming and mixed finite element approximations of the fourth order Cahn-Hilliard equation ut ＋ △（ε△Au-ε^-1f（u）） = 0. It is shown that the a posteriori error bounds depends on ε^-1 only in some low polynomial order, instead of exponential order. Using these a posteriori error estimates, we construct at2 adaptive algorithm for computing the solution of the Cahn- Hilliard equation and its sharp interface limit, the Hele-Shaw flow. Numerical experiments are presented to show the robustness and effectiveness of the new error estimators and the proposed adaptive algorithm.     

基于Crouzeix-Raviart元的界面浸入有限元方法及其收敛性分析

本文对具间断系数的二阶椭圆界面问题提出一种浸入有限元方法(theimmersed finite element method), 即在界面单元上采用依赖于界面的线性多项式空间离散, 而在非界面单元上采用Crouzeix-Raviart非协调元离散. 论证表明, 该方法具有对界面问题解的最优L²-模和H¹-模收敛精度.     

分布阶扩散-波动方程的有限元解的误差估计

本文考虑了分布阶时间分数阶扩散波动方程,其中时间分数阶导数是在Caputo意义上定义的,其阶次$\alpha,\beta$分别属于（0,1）和（1,2）.文中提出了在计算上行之有效的数值方法来模拟分布阶时间分数阶扩散波动方程.在时间上,通过中点求积公式把分布阶项转换为多项的时间分数阶导数项,并且利用$L1$和$L2$公式来近似Caputo分数阶导数;空间上使用Galerkin有限元方法进行离散.给出了基于$H^1$范数的有限元解的稳定性和误差估计的详细证明,最后的数值算例结果说明了理论分析的正确性以及有效性.     

A posteriori error estimates of finite element method for parabolic problems

1IntroductionThebase0fadaPtivecomputing0ffiniteelementmethodisap0steri0rierr0restimates.I.Babuskaisthepioneerinthisfields.Manytechniquesaredevel0pedtoobtainaposteri0rierrorestimators.See[1-3,7-8,19-201.Theyaremainlybased0nthejumps0fthederiva-tivesontheboundariesoftl1eelel11elltandtheresidualintheelemellts.Recelltresultssh0wthatthereareveryclosedrelatiollsbetweellasymptoticexactap0steri0rierrorestimatesandsuperc0nvergence-SeealsoQ.Linetal.[11-13],andChen-Huang['].Therehasbeenmuchprogressill…     

含弥散核废料污染问题有限元方法的收敛性

１引言核废料污染的物理过程包括四个方面：（１）流体流动,（２）热量迁移,（３）主要污染元素的相混溶驱动,（４）微量元素的相混溶驱动．其数学模型为耦合拟线性抛物型方程组的初边值问题［２．５］．在前期数值分析工作中,［３,４］研究了不可压缩问题的有限元混合元等方法,［２,７,８］研究了可压缩问题的有限元混合元等方法,其收敛性分析限于仅考虑分子扩散而忽略弥散的情形．［９］研究了可压缩问题,考虑分子扩散和弥散,对原始数学模型进行了转化和变形,给出了有限元格式和Ｌ２（Ｊ;Ｈ１（））收敛性．本文进一步研究包…     

含弥散平面两相渗流驱动问题有限元方法的误差分析

研究了平面两相渗流可压缩问题含弥散情形的矩形有限元格式．引进一类插值算子,通过插值函数证明了有限元解的最优误差估计．     

NEW ALTERNATING DIRECTION FINITE ELEMENT SCHEME FOR NONLINEAR PARABOLIC EQUATION

A new alternating direction (AD) finite element (FE) scheme for 3-dimensional nonlinear parabolic equation and parabolic integro-differential equation is studied. By using AD, the 3-dimensional problem is reduced to a family of single space variable problems, calculation work is simplified; by using FE, high accuracy is kept; by using various techniques for priori estimate for differential equations such as inductive hypothesis reasoning, the difficulty arising from the nonlinearity is treated. For both FE and ADFE schemes, the convergence properties are rigorously demonstrated, the optimal H1-and L2-norm space estimates and the 0((△t)2) estimate for time variable are obtained.     

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.     

环形空腔内自然对流问题的混合有限元方法的误差估计

本文从研究环形空腔内自然对流问题的流体运动状态及温度分布规律出发,构造出Boussinesq方程组初、边值问题,给出了两种混合有限元计算格式及它们的有限元误差估计.     

非线性对流扩散方程沿特征线的多步有限体积元格式

对于二维非线性对流扩散方程构造了沿特征线方向的多步有限体积元格式．关于空间采用二次有限体积元方法离散,关于时间采用多步法进行离散,获得了O(Δt^2 h^2)形式的误差估计．本文最后给出的数值算例表明了方法的有效性．