×

波动方程间断Galerkin方法的最优阶误差估计。 (英语) Zbl 1412.65213号

摘要:本文推导了数值求解二阶波动方程的空间半离散和全离散格式的最优阶误差估计。数值格式采用空间变量的不连续伽辽金离散化和时间变量的中心二阶有限差分近似。在适当的正则性假设下,这些格式在空间网格尺寸和时间步长方面都具有最优阶误差界。在[M.J.格罗特D.舍佐,《科学杂志》。计算。40,第1-3号,257–272(2009年;Zbl 1203.65182号)]研究了一个全离散DG格式,采用显式有限差分时间离散化方法,其中要求网格尺寸和时间步长满足CFL条件,并在L^2(Omega)范数下导出了最优阶误差估计。相比之下,对于我们的全离散DG格式,我们不需要关于网格大小和时间步长的CFL条件,并且我们导出了类H^1(Omega)范数和类L^2(Omeca)范数的最优阶误差估计。数值模拟结果说明了在(H^1(Omega)和(L^2(Omeca)范数中理论预测的收敛阶。

MSC公司:

65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
49J40型 变分不等式
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Abraham,D.S.,Marques,A.N.,Nave,J.-C.:具有界面跳跃条件的波动方程的修正函数法。J.计算。物理学。353, 281-299 (2018) ·Zbl 1380.65138号 ·doi:10.1016/j.jcp.2017.10.15
[2] Arnold,D.N.:具有间断元素的内部惩罚有限元方法。SIAM J.数字。分析。19, 742-760 (1982) ·Zbl 0482.65060号 ·doi:10.1137/0719052
[3] Arnold,D.N.,Brezzi,F.,Cockburn,B.,Marini,L.D.:椭圆问题的间断伽辽金方法的统一分析。SIAM J.数字。分析。39, 1749-1779 (2002) ·Zbl 1008.65080号 ·doi:10.1137/S0036142901384162
[4] Baker,G.A.:二阶双曲方程有限元方法的误差估计。SIAM J.数字。分析。13, 564-576 (1976) ·Zbl 0345.65059号 ·doi:10.1137/0713048
[5] Bassi,F.,Rebay,S.:数值求解可压缩Navier-Stokes方程的高精度间断有限元方法。J.计算。物理学。131, 267-279 (1997) ·Zbl 0871.76040号 ·文件编号:10.1006/jcph.1996.5572
[6] Bassi,F。;Rebay,S。;Mariotti,G。;Pedinotti,S。;萨维尼,M。;Decuypere,R.(编辑);Dibelius,G.(编辑),无粘和粘性涡轮机械流动的高精度间断有限元法,99-108(1997),安特卫普
[7] Bécache,E.,Joly,P.,Tsogka,C.:用于近似波传播问题的新混合有限元分析。SIAM J.数字。分析。37, 1053-1084 (2000) ·Zbl 0958.65102号 ·doi:10.1137/S0036142998345499
[8] Bey,K.,Oden,J.:双曲守恒律的[hp\]hp-Version间断Galerkin方法。计算。方法应用。机械。工程133、259-286(1996)·Zbl 0894.76036号 ·doi:10.1016/0045-7825(95)00944-2
[9] Britt,S.、Tsynkov,S.和Turkel,E.:用高阶差分势数值求解非协调区域上的变速波动方程。J.计算。物理学。354, 26-42 (2018) ·Zbl 1380.65146号 ·doi:10.1016/j.jcp.2017.10.049
[10] Brezzi,F.,Manzini,G.,Marini,D.,Pietra,P.,Russo,A.:扩散问题的间断有限元。收录:Atti Convergno In onore di F.Brioschi(米兰,1999),伦巴多岛。意大利米兰文学学院,197-217页(1999年)
[11] Castillo,P.,Cockburn,B.,Schötzau,D.,Schwab,C.:对流扩散问题局部间断Galerkin方法的hp版本的最佳先验误差估计。数学。计算。71, 455-478 (2002) ·Zbl 0997.65111号 ·doi:10.1090/S0025-5718-01-01317-5
[12] Cockburn,B.,Kanschat,G.,Schötzau,D.:不可压缩Navier-Stokes方程的局部保守LDG方法。数学。计算。74, 1067-1095 (2005) ·Zbl 1069.76029号 ·doi:10.1090/S0025-5718-04-01718-1
[13] Cockburn,B.,Karniadakis,G.E.,Shu,C.-W.(编辑):间断Galerkin方法理论,计算与应用,计算科学与工程讲义,第11卷。施普林格,纽约(2000年)
[14] Cockburn,B.,Shu,C.-W.:含时对流-扩散系统的局部不连续伽辽金方法。SIAM J.数字。分析。35, 2440-2463 (1998) ·Zbl 0927.65118号 ·doi:10.1137/S0036142997316712
[15] Cowsar,L.C.、Dupont,T.F.、Wheeler,M.F.:波动方程混合有限元方法的先验估计。计算。方法应用。机械。工程82205-222(1990)·Zbl 0724.65087号 ·doi:10.1016/0045-7825(90)90165-I
[16] Douglas Jr.,J.,Dupont,T.:椭圆和抛物线Galerkin方法的内部惩罚程序。《物理学讲义》,第58卷。柏林施普林格(1976)
[17] Dupont,T.:二阶双曲型方程Galerkin方法的L2估计。SIAM J.数字。分析。10, 880-889 (1973) ·Zbl 0239.65087号 ·数字对象标识代码:10.1137/0710073
[18] Grote,M.,Schneebeli,A.,Schötzau,D.:波动方程的间断Galerkin有限元方法。SIAM J.数字。分析。44, 2408-2431 (2006) ·Zbl 1129.65065号 ·数字对象标识码:10.1137/05063194X
[19] Grote,M.,Schötzau,D.:波动方程的全离散内部惩罚DG方法的最佳误差估计。科学杂志。计算。40, 257-272 (2009) ·Zbl 1203.65182号 ·doi:10.1007/s10915-008-9247-z
[20] Han,W.,Huang,J.,Eichholz,J.:求解辐射传输方程的离散阶间断Galerkin方法。SIAM J.科学。计算。32, 477-497 (2010) ·Zbl 1215.65197号 ·数字对象标识代码:10.1137/090767340
[21] Han,W.,Sofonea,M.:《粘弹性和粘塑性中的准静态接触问题》,《高等数学研究》,第30卷。美国数学学会/国际出版社,普罗维登斯/萨默维尔(2002)·Zbl 1013.74001号 ·doi:10.1090/amsip/030
[22] Houston,P.,Schwab,C.,Süli,E.:双曲问题的稳定hp有限元方法。SIAM J.数字。分析。37, 1618-1643 (2000) ·Zbl 0957.65103号 ·doi:10.1137/S0036142998348777
[23] Hu,C.,Shu,C.-W.:Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin有限元方法。SIAM J.科学。计算。21, 666-690 (1999) ·Zbl 0946.65090号 ·doi:10.137/S1064827598337282
[24] Kornhuber,R.,Lepsky,O.,Hu,C.,Shu,C.-W.:Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin方法分析。申请。数字。数学。33, 423-434 (2000) ·Zbl 0968.65073号 ·doi:10.1016/S0168-9274(99)00109-9
[25] Lions,J.-L.,Magenes,E.:非齐次边值问题和应用,第一卷,Springer,纽约(1972)·Zbl 0227.35001号 ·doi:10.1007/978-3-642-65161-8
[26] Perugia,I.,Schötzau,D.:扩散问题局部间断Galerkin方法的分析。科学杂志。计算。17, 561-571 (2002) ·Zbl 1001.76060号 ·doi:10.1023/A:1015118613130
[27] Wang,F.,Han,W.,Cheng,X.:解椭圆变分不等式的间断Galerkin方法。SIAM J.数字。分析。48, 708-733 (2010) ·Zbl 1214.65039号 ·数字对象标识码:10.1137/09075891X
[28] Wang,F.,Han,W.,Cheng,X.:解决Signorini问题的间断Galerkin方法。IMA J.数字。分析。31, 1754-1772 (2011) ·Zbl 1315.74021号 ·doi:10.1093/imanum/drr010
[29] Wang,F.,Han,W.,Cheng,X.:求解准静态接触问题的间断Galerkin方法。数字。数学。126, 771-800 (2014) ·Zbl 1431.74106号 ·doi:10.1007/s00211-013-0574-0
[30] Wang,F.,Han,W.,Eichholz,J.,Cheng,X.:障碍物问题非连续Galerkin方法的后验误差估计。非线性分析。真实世界应用。22, 664-679 (2015) ·Zbl 1304.65163号 ·doi:10.1016/j.nnrwa.20124.08.011
[31] Wang,F.,Zhang,T.,Han,\[W.:C^0\]C0非连续Galerkin方法在Kirchhoff板接触问题中的应用。J.计算。数学。(出现)
[32] Wheeler,M.F.:带内部惩罚的椭圆配置有限元方法。SIAM J.数字。分析。15, 152-161 (1978) ·Zbl 0384.65058号 ·doi:10.1137/0715010
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。