曲、董;徐传举 随机Stokes方程的广义多项式混沌分解和谱方法。 (英语) Zbl 1365.76044号 计算。流体 71, 250-260 (2013). 摘要:本文提出并分析了一种求解随机系数Stokes方程的高阶数值方法。基于随机输入的有限维Karhunen-Loève分解技术,采用随机Galerkin方法将原始随机Stokes方程简化为一组确定的膨胀系数方程。然后是a \(\mathbb{P} _N(_N)\次\mathbb{P}(P)_采用{N-2}谱方法和块雅可比迭代法求解结果问题。我们建立了弱形式及其离散形式的适定性。此外,我们提供了严格的收敛性分析,并证明了在随机方向上用于近似的多项式混沌展开度的指数收敛性。最后,给出了一系列数值试验来支持理论结果。 MSC公司: 76D06型 Navier-Stokes方程及相关方程的统计解 关键词:随机Stokes方程;广义多项式混沌;光谱法;误差估计 软件:MMMFEM公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{D.Qu}和\textit{C.Xu},计算。液体71,250-260(2013;Zbl 1365.76044) 全文: 内政部 参考文献: [1] 安德鲁斯,G.E。;Askey,R。;Roy,R.,《特殊功能》(1999),剑桥大学出版社·Zbl 0920.33001号 [2] 巴布什卡,I。;Chleboun,J.,域中不确定性对Dirichlet边值问题解的影响,计算数学,93,583-610(2003)·Zbl 1016.65088号 [3] 巴布什卡,I。;丹蓬,R。;Zouraris,G.E.,随机椭圆偏微分方程的Galerkin有限元近似,SIAM数值分析杂志,42,2,800-825(2004)·Zbl 1080.65003号 [4] 巴布什卡,I。;丹蓬,R。;Zouraris,G.E.,域中不确定性对两个空间维Neumann边值问题解的影响,计算数学,711339-1370(2002)·Zbl 1007.65086号 [5] 伯纳迪,C。;Maday,Y.,Problèmes aux Limites Elliptiques近似谱(1992),Springer-Verlag:Springer-Verlag巴黎·Zbl 0773.47032号 [6] 卡努托,C。;侯赛尼,M。;Quarteroni,A。;Zang,T.,光谱方法。谱方法,单域基础(2006),Springer-Verlag·Zbl 1093.76002号 [7] 卡努托,C。;侯赛尼,M。;夸特罗尼,A。;Zang,T.,光谱方法。光谱方法,复杂几何的演变和流体动力学的应用(2007),Springer-Verlag·Zbl 1121.76001号 [8] 卡宾斯基,M。;Cutland,N.,《随机Navier-Stokes方程》,《应用数学学报》,25,1,59-85(1991)·Zbl 0746.60065号 [9] 徐长杰。;Lin,Y.M.,通过谱元近似分析粘性/无粘耦合问题的迭代方法,国际数值方法流体杂志,32,619-646(2000)·兹伯利0981.76066 [10] Fukunaga,K。;Koontz,W.L.G.,使用有限Karhunen-Loeve展开表示随机过程,信息与控制,16,85-101(1970)·Zbl 0188.52401号 [11] Ganis,B。;Klie,H。;惠勒,M.F。;威尔迪,T。;约托夫,I。;Zhang,D.,多孔介质中流动的随机配置和混合有限元,应用力学和工程中的计算机方法,197,43-44,3547-3559(2008)·Zbl 1194.76242号 [12] Ganis,B。;Yotov,I.,使用多尺度通量基实现砂浆混合有限元方法,应用力学和工程中的计算机方法,198,49-52,3989-3998(2009)·Zbl 1231.76145号 [13] Ganis,B。;约托夫,I。;Zhong,M.,多岩石类型多孔介质中流动的随机砂浆混合有限元法,SIAM科学计算杂志,33,1439-1474(2011)·Zbl 1326.76059号 [14] Ghanem,R.G。;Spanos,P.D.,《随机有限元:谱方法》(2003),多佛出版社·Zbl 0953.74608号 [15] Girault,V。;Raviart,P.A.,Navier-Stokes方程的有限元方法(1986),Springer-Verlag·Zbl 0396.65070号 [17] 卡尼亚达基斯,G。;Sherwin,S.J.,《计算流体动力学的谱/hp元素方法》(2005),牛津大学出版社·Zbl 1116.76002号 [18] 科拉马特,M。;Kielbasa,R.,《参数成品率估计方差减少技术中分层抽样的研究》,IEEE电路与系统汇刊II:模拟和数字信号处理,45,5,575-583(1998) [19] 克劳登,体育。;Platen,E.,随机微分方程的数值解(1992),Springer·Zbl 0925.65261号 [20] O.M.科尼奥。;Najm,H.N。;Ghanem,R.G.,流体流动的随机投影方法I.基本公式,计算物理杂志,173,2,481-511(2001)·Zbl 1051.76056号 [21] Landau,D.P。;Binder,K.,《统计物理蒙特卡罗模拟指南》(2005),剑桥大学出版社·兹比尔1086.82001 [22] Lang,S.,《复杂分析》(1993),斯普林格·弗拉格·Zbl 0819.30001号 [23] Le Maˆtre,O.P。;里根,M.T。;Najm,H.N。;Ghanem,R.G。;Knio,O.M.,流体流动的随机投影法II。随机过程,计算物理杂志,181,1,9-44(2002)·Zbl 1052.76057号 [24] 刘伟凯。;Belytschko,T。;Mani,A.,概率有限元方法在弹性/塑性动力学中的应用,工业工程杂志,109,1,2-8(1987) [25] Manouzi,H。;Theting,T.G.,Wick型随机Stokes方程的数值分析,偏微分方程的数值方法,23,1,73-92(2007)·Zbl 1113.65010号 [26] 奥尔森,A.M.J。;Sandberg,G.E.,《用于随机有限元分析的拉丁超立方体采样》,《工程力学杂志》,128,121(2002) [27] 佩利塞蒂,M.F。;Ghanem,R.G.,随机有限元背景下线性方程组的迭代解,工程软件进展,31607-616(2000)·Zbl 1003.68553号 [28] Phoon,K.K。;黄,S.P。;Quek,S.T.,使用Karhunen-Loeve展开法模拟二阶过程,计算机与结构,80,12,1049-1060(2002) [29] Rao,M.M。;Swift,R.J.,《概率论及其应用》(2006),施普林格出版社·Zbl 1111.60001号 [30] Rosseel,E。;Vandelwalle,S.,随机有限元方法的迭代求解器,SIAM科学计算杂志,32,1,372-397(2010)·Zbl 1253.65007号 [31] Wiener,N.,《齐次混沌》,《美国数学杂志》,60,4,897-936(1938) [32] 秀,D。;Karniadakis,G.E.,通过广义多项式混沌建模稳态扩散问题中的不确定性,应用力学和工程中的计算机方法,191,43,4927-4948(2002)·Zbl 1016.65001号 [33] 秀,D。;Karniadakis,G.E.,通过广义多项式混沌建模流动模拟中的不确定性,计算物理杂志,187,1137-167(2003)·Zbl 1047.76111号 [34] 山崎,F。;Shinozuka,M。;Dasgupta,G.,随机有限元分析的Neumann展开,工程力学杂志,114,8,1335-1354(1988) 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。