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第41卷第5期
扩展混合有限元法的一种新的有限元空间

陈静(音译),周兆杰,陈焕珍&洪旺

J.公司。数学。,41(2023年),第817-840页。

在线发布:2023-05

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  • 摘要

在本文中,我们提出了一个新的有限元空间$∧_h$,用于扩展混合二阶椭圆问题的有限元方法(EMFEM),以保证其计算能力并降低计算成本。新的有限元空间$∧_h$的设计是这样的:[9]中的强要求$V_h∧_h$被减弱为$\{V_h∈V_h;{\rm div}V_h=0\}∧_h$,因此它需要的自由度比经典的更少对应方。此外,与Raviart-Tomas空间耦合的新$∧_h$满足inf-sup条件对混合方法的计算至关重要与刚性矩阵最小非零特征值的行为的关系,因此EMFEM解的存在性、唯一性和最佳逼近能力如下证明了$\mathbb{R}^d$中的矩形分区,$d=2,3$和$\mathbb{R{^2.$中的三角形分区,$\mathbb{R}^3$中三角形分区的EMFEM的可解性可以直接证明,而不需要inf-sup条件。数值实验证实了这些理论调查结果。

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614005@sdnu.edu.cn(陈静)

zhouzhaojie@sdnu.edu.cn(周兆杰)

chhzh@sdnu.edu.cn(陈焕珍)

hwang@math.sc.edu(王红)

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在本文中,我们提出了一个新的有限元空间$∧_h$,用于扩展混合二阶椭圆问题的有限元方法(EMFEM),以保证其计算能力并降低计算成本。新的有限元空间$∧_h$的设计是这样的:[9]中的强要求$V_h∧_h$被减弱为$\{V_h∈V_h;{\rm div}V_h=0\}∧_h$,因此它需要的自由度比经典的更少对应方。此外,与Raviart-Tomas空间耦合的新$∧_h$满足inf-sup条件对混合方法的计算至关重要与刚性矩阵最小非零特征值的行为的关系,因此EMFEM解的存在性、唯一性和最佳逼近能力如下证明了$\mathbb{R}^d$中的矩形分区,$d=2,3$和$\mathbb{R{^2.$中的三角形分区,$\mathbb{R}^3$中三角剖分EMFEM的可解性可以直接证明inf-sup条件。进行了数值实验以证实这些理论调查结果。

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在本文中,我们提出了一个新的有限元空间$∧_h$,用于扩展混合二阶椭圆问题的有限元方法(EMFEM),以保证其计算能力并降低计算成本。新的有限元空间$∧_h$是这样设计的,即[9]中的强要求$V_h⊂∧_h$被削弱为$\{V_h∈V_h;{\rm div}V_h=0 \}⊂∧_h$,因此它需要比经典空间更少的自由度对应方。此外,与Raviart-Tomas空间耦合的新$∧_h$满足inf-sup条件对混合方法的计算至关重要与刚性矩阵最小非零特征值的行为的关系,因此EMFEM解的存在性、唯一性和最佳逼近能力如下证明了$\mathbb{R}^d$中的矩形分区,$d=2,3$和$\mathbb{R{^2.$中的三角形分区,$\mathbb{R}^3$中三角剖分EMFEM的可解性可以直接证明inf-sup条件。进行了数值实验以证实这些理论调查结果。

陈静、周兆杰、陈焕珍和王红。(2023). 扩展混合有限元法的一个新的有限元空间。计算数学杂志.41(5).817-840.doi:10.4208/jcm.2112-m2021-0204
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