×

\双调和波动方程的(C^1)-协调变分离散化。 (英语) Zbl 1524.65753号

摘要:双谐波动方程对包括薄板分析在内的各种应用都很重要。这项工作的创新之处在于通过空间和时间有限元方法中的(C^1)协调对其解进行了数值逼近。其中,体现了连续演化问题解的光滑性。时间离散化基于Galerkin和配置技术的组合。对于空间离散化,采用Bogner-Fox-Schmit元素。证明了最优订单误差估计。均匀和非均匀介质中复杂波剖面的数值实验表明了该方法的收敛性和性能特性,表明该方法也为复杂的多物理和/或多尺度系统提供了很大的潜力。

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
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
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
34A30型 线性常微分方程组
74K20型 盘子
35升05 波动方程
65平方英尺 线性系统和矩阵反演的直接数值方法
35升10 二阶双曲型方程

软件:

dwr扩散
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 亚当斯,R.A。;Fournier,J.J.F.,Sobolev Spaces(2003),Elsevier:Elsevier阿姆斯特丹·兹比尔1098.46001
[2] 阿克里维斯,G。;Makridakis,C。;Nochetto,R.H.,一类Runge-Kutta和Galerkin方法的最优阶后验误差估计,Numer。数学。,114, 133-160 (2009) ·Zbl 1188.65108号
[3] 阿克里维斯,G。;Makridakis,C。;Nochetto,R.H.,Galerkin和Runge-Kutta方法:统一公式,后验误差估计和节点超收敛,Numer。数学。,118, 429-456 (2011) ·Zbl 1228.65125号
[4] 安塞尔曼,M。;Bause,M.,用Nitsche方法对Navier-Stokes方程进行高阶Galerkin配时离散,数学。计算。模拟。,189, 141-162 (2021) ·Zbl 07431484号
[5] 安塞尔曼,M。;Bause,M.,波动方程Galerkin配位时间近似的数值研究,(Dörfler,W.;等,《波动现象的数学》,《数学趋势》(2020),Birkhäuser:Birkháuser Cham),15-36·Zbl 1466.65117号
[6] 安塞尔曼,M。;Bause,M。;Becher,S。;Matthies,G.,波动方程及其后处理的Galerkin时间配置近似,ESAIM:Math。模型。数字。分析。,54, 6, 2099-2123 (2020) ·Zbl 1512.65204号
[7] Antonietti,P.F。;路易斯安那州贝朗·达维加。;Scacchi,S。;Verani,M.,《带多边形网格的Cahn-Hilliard方程的A(C^1)虚拟元法》,SIAM J.Numer。分析。,54, 1, 34-56 (2016) ·Zbl 1336.65160号
[8] Antonietti,P.F。;De Dios,B.A。;Mazzieri,I。;Quarteroni,A.,弹性动力学问题间断Galerkin近似的稳定性分析,J.Sci。计算。,68, 1, 143-170 (2016) ·Zbl 1383.74082号
[9] Antonietti,P.F。;Manzini,G。;Verani,M.,双调和问题的完全非协调虚元方法,数学。模型方法应用。科学。,28, 2, 387-407 (2018) ·兹比尔1381.65090
[10] Antonietti,P.F。;Manzini,G。;Verani,M.,多谐问题的协调虚拟元法,计算。数学。申请。,79, 7, 2021-2034 (2020) ·Zbl 1452.65320号
[11] Argyris,J.H。;弗里德,我。;Scharpf,D.W.,《矩阵位移法的tuba板单元族》,J.R.Aeronaut。Soc.,72,701-709(1969)
[12] 捆,L。;Lasiecka,I.,非齐次波动方程的空间和时间连续有限元,计算。数学。申请。,27, 91-102 (1994) ·Zbl 0792.65074号
[13] 班杰斯,W。;盖革,M。;Rannacher,R.,波动方程的自适应Galerkin有限元方法,计算。方法应用。数学。,10, 3-48 (2010) ·Zbl 1283.35053号
[14] Bause,M。;Anselmann,M.,波动方程连续可微Galerkin时间离散化的比较研究,PAMM,19(2019)
[15] Bause,M。;Bruchäuser,M.P。;Köcher,U.,耦合流运输问题高阶时空离散化的灵活面向目标适应性,计算。数学。申请。,91, 17-35 (2021) ·Zbl 1524.65514号
[16] Bause,M。;科彻,美国。;Radu,F.A。;Schieweck,F.,波动方程改进阶的后处理Galerkin近似,数学。计算。,89, 322, 595-627 (2020) ·Zbl 1434.65173号
[17] Bause,M。;林伯里,M。;Osthues,K.,双调和波方程的(C^1)协调变分离散化(2021)
[18] Bause,M。;Radu,F.A。;Köcher,U.,使用时间连续有限元和空间混合有限元离散抛物问题的误差分析,Numer。数学。,137, 4, 773-818 (2017) ·兹比尔1381.65076
[19] Becher,S。;Matthies,G.,高阶高正则性变分时间离散化(2020)
[20] Becher,S。;马蒂斯,G。;Wenzel,D.,一阶微分方程稳定时间离散化的变分方法,(Georgiev,K.;Todorov,M.;Georgief,I.,《工业数学中的高级计算》,BGSIAM(2018),Springer:Springer-Cham),63-75
[21] 博格纳,F.K。;福克斯·R·L。;Schmit,L.A.,《使用插值公式生成单元间兼容刚度和质量矩阵》,(结构力学中的Proc.Conf.Matrix Methods in Struct.Mech.,美国空军技术研究所,Wright Patterson AF Base.,空军技术研究院,Wrigh Patterson空军基地,1965),397-444
[22] 博纳尔迪,F。;Di Pietro,D.A。;Geymona,G。;Krasucki,F.,《基尔霍夫-洛夫板弯曲问题的混合高阶方法》,ESAIM:数学。模型。数字。分析。,52, 393-421 (2018) ·Zbl 1404.65251号
[23] 南卡罗来纳州布伦纳。;Sung,L.-Y.,多边形域上四阶椭圆边值问题的(C^0)内罚方法,J.Sci。计算。,22/23, 83-118 (2005) ·Zbl 1071.65151号
[24] 布雷齐,F。;Marini,L.D.,板弯曲问题的虚拟元方法,计算。方法应用。机械。工程师,253455-462(2013)·Zbl 1297.74049号
[25] 伯曼,E。;Hansbo,P。;Larson,M.G.,板材切割Bogner-Fox-Schmit元件,高级模型。模拟。工程科学。,7, 27 (2020)
[26] 卡斯滕森,C。;Nataraj,N.,双调和板的低阶等效非标准有限元方法(2021),第1-37页
[27] 陈龙;黄学海,(mathbb{R}^n)中二阶偏微分方程的非协调虚元法,数学。计算。,89, 324, 1711-1744 (2020) ·Zbl 1436.65175号
[28] 奇诺西,C。;Marini,L.D.,四阶问题的虚拟元方法:(L^2)-估计,计算。数学。申请。,1959-1967年(2016年)·Zbl 1367.65169号
[29] 克劳夫,R.W。;Tocher,J.L.,用于分析板弯曲的有限元刚度矩阵,(结构力学中的矩阵方法(AFFDL-TR-66-80)(1966)),515-545
[30] 东,Z。;Ern,A.,双调和问题的混合高阶和弱Galerkin方法(2021),第1-28页
[31] Ern,A。;Schieweck,F.,线性一阶偏微分方程的时间间断Galerkin方法与空间稳定有限元方法相结合,数学。计算。,85, 301, 2099-2129 (2016) ·Zbl 1416.65348号
[32] Faragó,I.,theta方法的收敛性和稳定性常数,(数学应用会议(2013))·兹比尔1340.65152
[33] 法语,D.A。;Peterson,T.E.,波动方程的连续时空有限元方法,数学。计算。,65, 491-506 (1996) ·Zbl 0846.65048号
[34] Georgoulis,E.H。;Houston,P.,双调和问题的间断Galerkin方法,IMA J.Numer。分析。,29, 573-594 (2009) ·Zbl 1176.65134号
[35] 格罗特,M.J。;Schneebeli,A。;Schötzau,D.,波动方程的间断Galerkin有限元法,SIAM J.Numer。分析。,44, 6, 2408-2431 (2006) ·Zbl 1129.65065号
[36] Hughes,T.J.R.,《有限元法》(2000),多佛出版社·Zbl 1191.74002号
[37] Johnson,C.,二阶双曲问题的间断Galerkin有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,107,117-129(1993)·Zbl 0787.65070号
[38] Joulak,H。;Beckermann,B.,关于广义Gauss-Radau和Gauss-Lobatto公式的Gautschi猜想,J.Compute。申请。数学。,233, 768-774 (2009) ·Zbl 1194.41040号
[39] O.卡拉卡希安。;Makridakis,C.,非线性波动方程网格修改连续Galerkin方法的收敛性,数学。计算。,74, 249, 85-102 (2005) ·Zbl 1057.65066号
[40] 科彻,美国。;Bause,M.,波动方程的变分时空方法,J.Sci。计算。,61, 424-453 (2014) ·兹比尔1304.65218
[41] 科彻,美国。;Bruchäuser,M.P。;Bause,M.,用于时空FEM代码的面向目标自适应的高效和可扩展数据结构和算法,SoftwareX,10,文章100239 pp.(2019)
[42] Lions,J.-L.,偏微分方程控制系统的最优控制,Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften,Band 170(1971),Springer-Verlag:Springer-Verlag New York-Berlin,S.K.Mitter从法语翻译·Zbl 0203.09001号
[43] 狮子,J.-L。;Magenes,E.,非齐次边值问题及其应用。第二卷,Die Grundlehren der mathematischen Wissenschaften,乐队182(1972),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约海德堡,由P.Kenneth从法语翻译·Zbl 0227.35001号
[44] Morley,L.,解决板弯曲问题的三角形平衡单元,Aeronaut。Q.,19,149-169(1968)
[45] 莫佐列夫斯基,I。;Süli,E.,双调和方程间断Galerkin有限元法hp-版本的先验误差分析,计算。方法应用。数学。,3, 596-607 (2003) ·兹比尔1048.65100
[46] Mu,L。;Wang,J。;Ye,X.,多边形网格上双调和方程的弱Galerkin有限元方法,Numer。方法部分差异。Equ.、。,30, 1003-1029 (2014) ·Zbl 1314.65151号
[47] 苏莉,E。;Mozolevski,I.,双调和方程的hp-version内部惩罚DGFEM,计算。方法应用。机械。工程,1961851-1863(2007)·Zbl 1173.65360号
[48] 王,M。;Xu,J.,任意维四阶椭圆方程的Morley元,数值。数学。,103, 155-169 (2006) ·Zbl 1092.65103号
[49] Wood,W.L.,一组统一的单步算法。第二部分:理论,国际数学家杂志。方法工程,20,2303-2309(1984)·Zbl 0557.65042号
[50] Wood,W.L.,《实用时间步长方案》(1990),克拉伦登出版社·Zbl 0694.65043号
[51] 叶,X。;张,S。;Zhang,Z.,双调和方程的一种新的P1弱Galerkin方法,J.Compute。申请。数学。,364,第112337条pp.(2020)·Zbl 1427.65342号
[52] 张,R。;翟,Q.,利用降阶多项式求解双调和方程的弱Galerkin有限元格式,J.Sci。计算。,64, 559-585 (2015) ·Zbl 1331.65163号
[53] 赵,J。;陈,S。;Zhang,B.,板弯曲问题的非协调虚拟单元法,数学。模型方法应用。科学。,26, 1671-1687 (2016) ·Zbl 1396.74098号
[54] 赵,J。;张,B。;陈,S。;Mao,S.,板弯曲问题的Morley型虚拟单元,科学杂志。计算。,76, 610-629 (2018) ·Zbl 1397.65299号
[55] 齐恩基维茨,O.C。;Taylor,R.L.,《有限元法》。第2卷:固体力学(2000),巴特沃斯·海尼曼·兹比尔0991.74003
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。