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非线性对流扩散问题的组合三角形FV-三角形有限元方法。 (英语) Zbl 1128.65079号

研究了非平稳非线性对流扩散问题离散化的组合有限元(FE)-有限体积(FV)方法。连续问题属于以下类型:
\[{\部分u\ over\部分t}+\和_{s=1}^2{\部分f_s(u)\over\局部x_s}=\varepsilon\Delta u+g\;\文本{in}\Omega\times[0,T]\]
对于有界多边形二维域(Omega),具有Dirichlet边界条件和初始值(u^0)在L_2(Omega\)中。该方法使用带分段线性基函数的协调三角形有限元离散扩散项。为了近似非线性对流项,使用了三角形有限体积。该方法展示了有限元法和有限体积法在对流项和扩散项近似中的优势,对于所提出的半离散(空间)数值方法,作者得出了数值解和精确解的以下误差估计:
\[\max_{t\in[0,t]}\|u-u_h\|_{L_2(\Omega)}\leq Ch,\quad\sqrt{\varepsilon}\sqrt{\ int_0^t|u(\eta)-u_h(\eta)|^2,d\eta}\leq-Ch\]
在有限元网格具有明显的规则性,且有限元网格和有限体积网格大小相等(形状可以相互独立)的条件下,此结果是有效的。对于精确解,需要C([0,T];H^2(Omega))中类型\(u\)的附加正则性。最后给出了用已知精确解求解Burgers方程的数值实验。计算收敛的实验阶数证实了本文的理论结果。

MSC公司:

65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65岁15岁 偏微分方程初值和初边值问题的误差界
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65M50型 涉及偏微分方程初值和初边值问题数值解的网格生成、细化和自适应方法
35千60 线性抛物方程的非线性初边值问题
65平方米 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的线方法
35克53 KdV方程(Korteweg-de-Vries方程)
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全文: 内政部

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