基于网格变动的油水驱动半正定问题迎风混合元方法

在网格随时间变动的有限元空间上研究了不可压缩的两相渗流驱动问题.分别对饱和度方程扩散矩阵正定和半正定的情形,提出了基于网格变动的迎风混合元方法混合元逼进压力方程,饱和度方程的对流项采用迎风格式来处理,扩散项则采用推广的混合元来逼进.在网格任意变动的情形下得到几乎最优的误差估计;对正定问题的格式进行改进,即在两个网格之间投影变化时采取近似解的线性构造,可以得到与固定网格时相同的最优收敛阶.     

半导体器件瞬态模拟的对称正定混合元方法

提出具有对称正定特性的混合元格式求解非稳态半导体器件瞬态模拟问题。提出一个最小二乘混合元方法、一个新的具有分裂和对称正定性质的混合元格式和一个解经典混合元方程的对称正定失窃工格式求解电场位势和电场强度方程;提出一个最小二乘混合元格式求解关于电子与空穴浓度的非稳态对流扩散方程,浓度函数和流函数被同时求解;采用标准的有限元方法求解热传导方程。建立了误差分析理论。     

粘弹性方程一种新的分裂正定混合元法

本文用分裂正定混合有限元方法研究二阶粘弹性方程. 首先构造一种新的分裂正定混合变分形式和基于这种分裂正定混合变分形式关于时间的半离散格式, 然后绕开关于空间变量的半离散化格式, 直接从时间半离散出发构造出全离散化的分裂正定混合有限元格式, 并给出这种分裂正定混合有限元解的误差估计. 这种研究思路使得理论论证变得更简单,这是处理二阶粘弹性方程的一种新的尝试.     

伪双曲方程的新分裂式正定混合元方法

提出一类二阶伪双曲型方程的新的分裂正定式混合有限元方法.给出了半离散和全离散格式误差估计及其格式的稳定性.与传统的混合元相比,所提出的格式有几个优点:首先所提出的格式能够分裂成两个独立的积分微分子格式并且不需要求解匹配方程组系统;其次不必满足LBB相容性条件.     

海水入浸问题的数值分析

海水入浸问题的数学模型是两个耦合抛物型偏微分方程,其中一个是关于压力的流动方程,另一个是关于浓度的对流扩散方程.压力方程由标准有限元方法逼近,浓度方程则用特征有限元方法逼近.在扩散项系数半正定的情形得到逼近解的次优L2 模误差估计.     

不可压混溶驱替问题的流线扩散──混合元数值模拟

采用标准元模拟不可压混溶流问题，当扩散系数矩阵小过剖分参数时，有限元格式仅能给出比最优精度低一阶的逼近解，格式稳定性差并伴有强烈的数值弥散现象．为了克服上述缺陷，本文对压力方程采用混合元，而对浓度方程采用流线扩散格式，在扩散矩阵为线性的假定下，证明了该格式具有较标准元更高的逼近精度（比最优阶低1／2）和更好的稳定性．     

热传导型半导体瞬态问题的迎风有限体积元方法

半导体瞬态问题的数学模型是由四个方程组成的非线性偏微分方程组的初边值问题所决定．其中电子浓度和空穴浓度方程往往是对流占优扩散问题,普通的方法已不适用,为此本文用迎风格式处理对流项部分,提出一种全离散迎风有限体积元方法,并进行收敛性分析,在最一般的情况下得到了一阶精度L2模误差估计结果．     

求解对流扩散方程的低耗散中心迎风格式

以四阶CWENO重构为基础,通过将对流项采用低耗散中心迎风格式离散,扩散项采用四阶中心差分格式离散,对得到的半离散格式采用四阶龙格库塔方法在时间方向上推进,得到一种求解对流扩散方程的高阶有限差分格式.数值结果验证了该格式的四阶精度和基本无振荡特性.     

可压缩流驱动问题的一类特征混合元方法

提出数值求解可压缩流驱动问题的一个新的特征混合元 .用一个新的混合元方法解抛物型的压力方程 .新方法有两个显著的特点 :一是混合元方程具有对称正定性 ;二是压力场与流场可以分离求解 .使用特征方法解具有强对流特点的浓度方程 .在一般性条件下 ,证明了近似解具有最优阶精度的收敛性     

一维定常型对流占优扩散方程的一类迎风有限体积格式

本文针对一维定常型对流占优扩散方程提出了一类迎风有限体积格式 .该格式对对流项具有二阶精度 ,对扩散项保持一阶精度 ,符合对流占优扩散问题强对流、弱扩散的特点 .     

An upwind-mixed method on changing meshes for two-phase miscible flow in porous media

Two-phase miscible flow in porous media is governed by a system of nonlinear partial differential equations. In this paper, the upwind-mixed method on dynamically changing meshes is presented for the problem in two dimensions. The pressure is approximated by a mixed finite element method and the concentration by a method which upwinds the convection and incorporates diffusion using an expanded mixed finite element method. The method developed is shown to obtain almost optimal rate error estimate. When the method is modified we can obtain the optimal rate error estimate that is well known for static meshes. The modification of the scheme is the construction of a linear approximation to the solution, which is used in projecting the solution from one mesh to another. Finally, numerical experiments are given.     

APPROXIMATION OF THE CONCENTRATION BY A VISCOSITY SPLITTING METHOD FOR TWO-PHASE MISCIBLE DISPLACEMENT PROBLEM

The miscible displacement of one incompressible fluid by another in a porous medium is considered in this paper. The concentration is split in a first-order hyberbolic equation and a homogeneous parabolic equation within each lime step. The pressure and Us velocity field is computed by a mixed finite element method. Optimal order estimates are derived for the no diffusion case and the diffusion case.     

多孔介质中两相不可压混溶驱替的差分流线扩散法及其误差分析

多孔介质中两相不可压混熔驱替问题可描述为椭圆和抛物耦合的非线性偏微分方程组，对椭圆方程采用混合元方法，而对抛物方程采用差分流线扩散法，本文构造了求解该问题的差分流线扩散-混合元格式，最后，给出所构造格式按L^∞(L^2）模的拟最优误差阶估计。     

Mixed-finite element and finite volume discretization for heavy brine simulations in groundwater

Recently, a new theory of high-concentration brine transport in groundwater has been developed. This approach is based on two nonlinear mass conservation equations, one for the fluid (flow equation) and one for the salt (transport equation), both having nonlinear diffusion terms. In this paper, we present and analyze a numerical technique for the solution of such a model. The approach is based on the mixed hybrid finite element method for the discretization of the diffusion terms in both the flow and transport equations, and a high-resolution TVD finite volume scheme for the convective term. This latter technique is coupled to the discretized diffusive flux by means of a time-splitting approach. A commonly used benchmark test (Elder problem) is used to verify the robustness and nonoscillatory behavior of the proposed scheme and to test the validity of two different formulations, one based on using pressure head ψ and concentration c as dependent variables, and one using pressure p and mass fraction ω as dependent variables. It is found that the latter formulation gives more accurate and reliable results, in particular, at large times. The numerical model is then compared against a semi-analytical solution and the results of a laboratory test. These tests are used to verify numerically the performance and robustness of the proposed numerical scheme when high-concentration gradients (i.e., the double nonlinearity) are present.     

多孔介质驱动问题的混合元最小二乘特征有限元方法及其收敛分析

１．引言多孔介质二相驱动问题的数学模型是偶合的非线性偏微分方程组的初边值问题．该问题可转化为压力方程和浓度方程［１－４］．浓度方程一般是对流占优的对流扩散方程,它的对流速度依赖于比浓度方程的扩散系数大得多的Ｆａｒｃｙ速度．因此Ｄａｒｃｙ速度的求解精度直接影响着浓度的求解精度．为了提高速度的求解精度,７０年代Ｐ．Ａ．Ｒａｖｉａｔ和Ｊ．Ｍ．Ｔｈｏｍａｓ提出混合有限元方法［５］．Ｊ．ＤｏｕｇｌａｓＪｒ,Ｔ．Ｆ．Ｒｕｓｓｅｌｌ,Ｒ．Ｅ．Ｅｗｉｎｇ,Ｍ．Ｆ．Ｗｈｅｅｌｅｒ［１］－［４］,［９］,［１２］袁…     

非定常的热传导-对流问题的非线性Galerkin混合元法(Ⅱ):向后一步的Euler全离散化格式

1．引言本文的工作主要是讨论非定常的热传导一对流问题的向后一步的Euler全离散化的非线性Galerkin混合元解的存在性及其误差估计．该工作是对山中的同一问题研究的第二部分．在第一部分［1］，我们已经讨论了此问题的半离散化的情形．由于所研究的目标都是非定常的热传导一对流问题，其背景是相同的，在此将不重复了，请参考［1］．本文的安排如下，52先回顾非定常的热传导一对流问题的混合元解的经典性质．53回顾半离散化的非线性Galerkin混合元解的性质，并导出后续讨论需要的一些关于时间导数的估计．54讨论向后一步的Euler全离散化…