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非结构化多边形Voronoi网格上间断Galerkin格式的连续有限元子网格基函数。 (英语) Zbl 1492.65261号

摘要:我们提出了一种新的高阶精确节点非结构化多边形Voronoi网格上非线性双曲型偏微分方程组(PDE)的间断Galerkin(DG)方法。而不是使用经典多项式在我们的新方法中,离散解表示为分段连续多项式度\(N\)在内部每个Voronoi元素,使用连续有限元在每个多边形内的子网格上定义的基础。我们将生成的子网格基称为凝聚有限元(AFE)是一般多边形上DG方法的基础,因为它是通过与子网格三角形相关联的有限元基函数的聚集获得的。每个子三角形上的基函数通常在通用参考元素上定义,因此可以计算普遍的子网格三角形的质量、通量和刚度矩阵在预处理阶段一次性全部用于参考元素。因此无正交尽管计算网格是非结构化的,但算法是可行的。ADER方法利用单元时空Galerkin有限元预测器实现了高精度的时间精度。
针对可压缩Euler和Navier-Stokes方程的一组典型基准问题,对新方案进行了仔细验证。数值结果已经用文献中可用的参考解进行了检验,并且在计算效率和精度方面,也与相应模式DG格式获得的结果进行了系统比较。

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
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
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