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针对多边形网格上的Oseen问题,提出了一种新的局部投影稳定虚拟元方法。 (英语) Zbl 1492.65322号

摘要:对于Oseen问题,我们提出了一种新的多边形网格上的稳定虚拟元方法,该方法允许我们使用“等阶”虚拟元对来近似速度和压力。通过在虚拟元方法中引入局部投影型稳定项,该方法不仅可以避免离散Babuška-Brezzi条件,而且可以保持基于残差的稳定方法的良好稳定性和逼近特性。特别是,它不需要计算复杂的高阶导数项,避免了速度和压力的强耦合项。在不依赖粘度倒数的情况下获得了误差估计,这意味着该方法在对流主导的情况下是有效的。通过数值实验验证了该方法具有良好的性能。

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
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
76D07型 斯托克斯和相关(Oseen等)流量
76欧元 水动力稳定性中的对流
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Brooks,AN;休斯,TJR。,对流主导流动的流线型迎风/Petrov-Galerkin公式,特别强调不可压缩Navier-Stokes方程,32,1-3,199-259(1982)·Zbl 0497.76041号
[2] Burman,E.,瞬态传输问题的一致SUPG方法:稳定性和收敛性,计算。方法应用。机械。工程,199,17-20,1114-1123(2010)·Zbl 1227.76047号 ·doi:10.1016/j.cma.2009.11.023
[3] 休斯,TJR;Franca,有限合伙人;Balestra,M.,计算流体动力学的新有限元公式。V.避开Babuška-Brezzi条件:Stokes问题的稳定Petrov-Galerkin公式,适应等阶插值,计算。方法应用。机械。工程,59,1,85-99(1986)·Zbl 0622.76077号 ·doi:10.1016/0045-7825(86)90025-3
[4] 约翰逊,C。;Saranen,J.,《不可压缩Euler和Navier-Stokes方程的流线扩散方法》,数学。公司。,47, 175, 1-18 (1986) ·Zbl 0609.76020号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1986-0842120-4
[5] 贝克尔,R。;Braack,M.,基于局部投影的Stokes方程的有限元压力梯度稳定,Calcolo,38,4,173-199(2001)·Zbl 1008.76036号 ·doi:10.1007/s10092-001-8180-4
[6] 贝克尔,R。;Braack,M.,Navier-Stokes方程的二级稳定化方案,数值数学和高级应用,123-130(2004)·Zbl 1198.76062号 ·doi:10.1007/978-3642-18775-99
[7] 布拉克,M。;Burman,E.,Oseen问题的局部投影稳定性及其作为变分多尺度方法的解释,SIAM J.Numer。分析。,43, 6, 2544-2566 (2006) ·Zbl 1109.35086号 ·数字对象标识代码:10.1137/050631227
[8] 马蒂斯,G。;Skrzypacz,P。;Tobiska,L.,应用于Oseen问题的局部投影稳定的统一收敛分析,M2AN数学。模型。数字。分析。,41, 4, 713-742 (2007) ·Zbl 1188.76226号 ·doi:10.1051/m2an:2007038
[9] 马蒂斯,G。;Tobiska,L.,应用于Oseen问题的inf-sup稳定离散的局部投影型稳定化,IMA J.Numer。分析。,35, 1, 239-269 (2015) ·Zbl 1310.76095号 ·doi:10.1093/imanum/drt064
[10] Cangiani,A。;东,Z。;乔治·路易斯安那州;Houston,P.,《多边形和多面体网格上的hp-version间断Galerkin方法》。施普林格数学简介(2017),查姆:施普林格,查姆·Zbl 1382.65307号 ·doi:10.1007/978-3-319-67673-9
[11] Cockburn,B。;Gopalakrishnan,J。;Lazarov,R.,二阶椭圆问题的间断伽辽金、混合伽辽金和连续伽辽金方法的统一杂交,SIAM J.Numer。分析。,47, 2, 1319-1365 (2009) ·Zbl 1205.65312号 ·数字对象标识代码:10.1137/070706616
[12] Wang,J。;Ye,X.,二阶椭圆问题的弱Galerkin混合有限元方法,数学。公司。,83, 289, 2101-2126 (2014) ·Zbl 1308.65202号 ·doi:10.1090/S0025-5718-2014-02852-4
[13] 陈,G。;冯,M。;Xie,X.,对流-扩散-反应方程的稳健WG有限元方法,J.Compute。申请。数学。,315107-125(2017)·Zbl 1352.65336号 ·doi:10.1016/j.cam.2016.10.029
[14] 迪·皮埃特罗,DA;Ern,A.,一般网格上线性弹性的混合高阶无锁定方法,计算。方法应用。机械。工程,283,1-21(2015)·Zbl 1423.74876号 ·doi:10.1016/j.cma.2014.09.009
[15] 路易斯安那州贝朗·达维加。;布雷齐,F。;Cangiani,A。;Manzini,G。;马里尼,LD;Russo,A.,虚拟元素方法的基本原理,数学。模型方法应用。科学。,23, 1, 199-214 (2013) ·Zbl 1416.65433号 ·doi:10.1142/S0218202512500492
[16] 布雷齐,F。;布法,A。;Lipnikov,K.,椭圆问题的模拟有限差分,M2AN数学。模型。数字。分析。,43, 2, 277-295 (2009) ·Zbl 1177.65164号 ·doi:10.1051/m2an:2008046
[17] 艾哈迈德,B。;Alsadei,A。;布雷齐,F。;马里尼,LD;Russo,A.,虚拟元素方法的等效投影仪,计算。数学。应用。,66376-391(2013年)·Zbl 1347.65172号 ·doi:10.1016/j.camwa.2013.05.015
[18] 路易斯安那州贝朗·达维加。;布雷齐,F。;马里尼,LD;Russo,A.,《搭便车人虚拟元素方法指南》,数学。模型方法应用。科学。,24, 8, 1541-1573 (2014) ·Zbl 1291.65336号 ·doi:10.1142/S021820251440003X
[19] 贝罗·达维加,L.,布雷齐,F.,马里尼,L.D.,Russo,A.:一般椭圆方程的虚拟元素实现。发表于:《架桥:数值偏微分方程现代方法中的联系和挑战》,Lect。注释计算。科学。《工程》,第114卷,第39-71页(2016年)·Zbl 1357.65253号
[20] 路易斯安那州贝朗·达维加。;布雷齐,F。;马里尼,LD;Russo,A.,多边形网格上一般二阶椭圆问题的混合虚元方法,ESAIM Math。模型。数字。分析。,502727-747(2016)·Zbl 1343.65134号 ·doi:10.1051/m2安/2015067
[21] 路易斯安那州贝朗·达维加。;布雷齐,F。;马里尼,LD;Russo,A.,多边形网格上一般二阶椭圆问题的虚拟元方法,数学。模型方法应用。科学。,26, 4, 729-750 (2016) ·Zbl 1332.65162号 ·doi:10.1142/S0218202516500160
[22] 瓦卡,G。;Beiráo da Veiga,L.,多边形网格上抛物线问题的虚拟元方法,数值。偏微分方程方法,31,6,2110-2134(2015)·Zbl 1336.65171号 ·doi:10.1002/num.21982
[23] 莫拉·D·。;里维拉,G。;Rodríguez,R.,《Steklov特征值问题的虚拟元方法》,数学。模型方法应用。科学。,25, 8, 1421-1445 (2015) ·Zbl 1330.65172号 ·doi:10.1142/S021820515500372
[24] 张,B。;Feng,M.,混合弱对称公式中二维线性弹性问题的虚拟单元法,应用。数学。计算。,328, 1-25 (2018) ·Zbl 1384.76038号 ·doi:10.1016/j.cam.2017.12.045
[25] 路易斯安那州贝朗·达维加。;布雷齐,F。;Marini,LD,线性弹性问题的虚拟元,SIAM J.Numer。分析。,51, 2, 794-812 (2013) ·Zbl 1268.74010号 ·数字对象标识代码:10.1137/120874746
[26] 张,B。;Yang,Y。;Feng,M.,弱对称弹性动力学的混合虚拟元方法,J.Compute。申请。数学。,353, 49-71 (2019) ·Zbl 1419.74243号 ·doi:10.1016/j.cam.2018.12.020
[27] Cangiani,A。;Manzini,G。;Sutton,OJ,椭圆问题的协调和非协调虚元方法,IMA J.Numer。分析。,37, 3, 1317-1354 (2017) ·兹比尔1433.65282
[28] 安东尼埃蒂,PF;路易斯安那州贝朗·达维加。;Scacchi,S。;Verani,M.,具有多边形网格的Cahn Hilliard方程的C1虚拟单元方法,SIAM J.Numer。分析。,54, 1, 34-56 (2016) ·Zbl 1336.65160号 ·数字对象标识代码:10.1137/15M1008117
[29] 刘,X。;李,J。;Chen,Z.,一般网格上Stokes问题的非协调虚拟元方法,计算。方法应用。机械。工程,320,694-711(2017)·Zbl 1439.76085号 ·doi:10.1016/j.cma.2017.03.027
[30] 路易斯安那州贝朗·达维加。;罗瓦迪纳,C。;Vacca,G.,多边形网格上Stokes问题的无散度虚元,ESAIM数学。模型。数字。分析。,51, 2, 509-535 (2017) ·Zbl 1398.76094号 ·doi:10.1051/m2安/2016032
[31] 路易斯安那州贝朗·达维加。;罗瓦迪纳,C。;Vacca,G.,多边形网格上Navier-Stokes问题的虚拟元素,SIAM J.Numer。分析。,56, 3, 1210-1242 (2018) ·Zbl 1397.65302号 ·doi:10.1137/17M1132811
[32] 陈,L。;Wang,F.,用于多边形网格上Stokes问题的无散度弱虚元方法,J.Sci。计算。,78, 2, 864-886 (2019) ·Zbl 1433.76074号 ·doi:10.1007/s10915-018-0796-5
[33] 贝内代托,MF;Berrone,S。;A.鲍里奥。;Pieraccini,S。;Scialó,S.,对流扩散问题虚元公式的保序SUPG稳定,计算。方法应用。机械。工程,311,18-40(2016)·Zbl 1439.76051号 ·doi:10.1016/j.cma.2016年7月16日43分
[34] Berrone,S。;A.鲍里奥。;Manzini,G.,对流-扩散-反应方程非协调虚元方法的SUPG稳定性,计算。方法应用。机械。工程,340,500-529(2018)·兹比尔1440.65182 ·doi:10.1016/j.cma.2018.05.027
[35] 伊里萨里,D。;Hauke,G.,非定常不可压缩Navier-Stokes方程的稳定虚元方法,Calcolo,56,4,论文编号38,21(2019)·Zbl 1425.76138号 ·doi:10.1007/s10092-019-0332-5
[36] 郭杰。;Feng,M.,用于Stokes问题的一种新的基于投影的稳定虚拟元方法,J.Sci。计算。,85,1,论文编号16,28(2020)·Zbl 1452.65338号
[37] Dassi,F.,Beiráo da Veiga,L.,Vacca,G.:奥森方程的涡旋稳定虚元。数学。国防部。和Meth。申请。科学。,(31) (2021) ·Zbl 1480.65329号
[38] Girault,V.,Raviart,P.-A:Navier-Stokes方程的有限元方法。计算数学史普林格系列第5卷(1986)·Zbl 0585.65077号
[39] 布拉克,M。;Schieweck,F.,Darcy-Brinkman方程局部投影稳定的等阶有限元,计算。方法应用。机械。工程,200,9-12,1126-1136(2011)·Zbl 1225.76192号 ·doi:10.1016/j.cma.2010.06.034
[40] Dallmann,H。;阿恩特,D。;Lube,G.,Oseen问题的局部投影稳定,IMA J.Numer。分析。,36, 2, 796-823 (2016) ·Zbl 1433.76079号 ·doi:10.1093/imanum/drv032
[41] 马蒂斯,G。;润滑油,G。;Röhe,L.,关于广义Oseen问题inf-sup稳定离散化的基于残差的稳定性的一些评论,计算。方法应用。数学。,9, 4, 368-390 (2009) ·Zbl 1245.76051号 ·doi:10.2478/cmam-2009-0024
[42] Berrone,S.,通过稳定有限元方法对静止和不可压缩Navier-Stokes方程进行自适应离散化,计算。方法应用。机械。工程,190,34,4435-4455(2001)·doi:10.1016/S0045-7825(00)00327-3
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