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第36卷第6期
二阶椭圆问题的超精细化弱Galerkin方法

刘开芳,宋伦基&周双峰

J.公司。数学。,36(2018),第866-880页。

在线发布:2018-08

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  • 摘要

弱Galerkin(WG)有限元方法是由Wang和Ye首先引入的,用于求解二阶椭圆方程,并利用弱函数及其弱梯度。基函数空间依赖于元素内部子域和边缘中多项式空间的不同组合,这使得WG方法在许多应用中具有灵活性和鲁棒性。与间断Galerkin(DG)方法中跳跃的定义不同,我们可以从定义在边上的弱函数定义一个新的弱跳跃。这些函数在两个元素共享的内部边缘上具有双重值,而不是在趋向其边缘的元素中定义的函数的极限。自然,弱跳跃来自于定义在同一条边上的两个弱函数之间的差异。我们引入了一种过惩罚弱Galerkin(OPWG)方法,该方法具有两组沿边和沿元素的形状函数,并添加了一个惩罚项来控制内边缘的弱跳跃。此外,还为有限元($\mathbb)建立了$H^1$和$L^2$范数中的最优先验误差估计{P} k(_k)(K) $,$\mathbb{P} k(_k)(e) $,$RT_k(k)$)。此外,还进行了一些数值实验来验证理论结果,并使用不完全LU分解作为预条件来减少GMRES、CG和BICGSTAB迭代方法的迭代次数。

  • AMS主题标题

65N15、65N30

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版权:©全球科学出版社

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liukf17@lzu.edu.cn(刘开芳)

song@lzu.edu.cn(宋伦基)

zhoushf14@lzu.edu.cn(周双峰)

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Wang和Ye首次提出了弱伽辽金(WG)有限元法,用于求解二阶椭圆方程,利用弱函数及其弱梯度。基函数空间依赖于元素内部子域和边缘中多项式空间的不同组合,这使得WG方法在许多应用中具有灵活性和鲁棒性。与间断Galerkin(DG)方法中跳跃的定义不同,我们可以从定义在边上的弱函数定义一个新的弱跳跃。这些函数在两个元素共享的内部边缘上具有双重值,而不是在趋向其边缘的元素中定义的函数的极限。自然,弱跳跃来自于定义在同一条边上的两个弱函数之间的差异。我们引入了一种过惩罚弱Galerkin(OPWG)方法,该方法具有两组沿边和沿元素的形状函数,并添加了一个惩罚项来控制内边缘的弱跳跃。此外,还为有限元($\mathbb)建立了$H^1$和$L^2$范数中的最优先验误差估计{P} k(_k)(K) $,$\mathbb{P} k(_k)(e) $,$RT_k(k)$)。此外,还进行了一些数值实验来验证理论结果,并使用不完全LU分解作为预条件来减少GMRES、CG和BICGSTAB迭代方法的迭代次数。

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弱Galerkin(WG)有限元方法是由Wang和Ye首先引入的,用于求解二阶椭圆方程,并利用弱函数及其弱梯度。基函数空间依赖于元素内部子域和边缘中多项式空间的不同组合,这使得WG方法在许多应用中具有灵活性和鲁棒性。与间断Galerkin(DG)方法中跳跃的定义不同,我们可以从定义在边上的弱函数定义一个新的弱跳跃。这些函数在两个元素共享的内部边缘上具有双重值,而不是在趋向其边缘的元素中定义的函数的极限。自然,弱跳跃来自于定义在同一条边上的两个弱函数之间的差异。我们引入了一种过惩罚弱Galerkin(OPWG)方法,该方法具有两组沿边和沿元素的形状函数,并添加了一个惩罚项来控制内边缘的弱跳跃。此外,还为有限元($\mathbb)建立了$H^1$和$L^2$范数中的最优先验误差估计{P} 确定(_k)(K) $,$\mathbb{P} k(_k)(e) $,$RT_k(k)$)。此外,还进行了一些数值实验来验证理论结果,并使用不完全LU分解作为预条件来减少GMRES、CG和BICGSTAB迭代方法的迭代次数。

刘开芳、宋伦基和周双峰。(2020). 二阶椭圆问题的超精细弱Galerkin方法。计算数学杂志.36(6).866-880.doi:10.4208/jcm.1705-2016-0744
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