×

椭圆界面问题Nitsche扩展有限元逼近的两层可加Schwarz预条件。 (英语) 兹伯利07741353

摘要:本文提出了一个两层可加性Schwarz预条件,用于椭圆界面问题的Nitsche扩展有限元离散。构造了粗网格和细网格空间之间的积分传递算子,并给出了稳定的空间分解。证明了预处理系统的条件数有界于(C(1+frac{H}{delta}+frac}H}{H}),其中(H)和(H)分别表示粗网格和细网格的大小,(delta)度量子域之间重叠的大小。常数C不取决于系数的对比度,也不取决于界面与网格的相交方式。通过数值实验验证了理论结果。

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纳米55 多重网格方法;含偏微分方程边值问题的区域分解
35J25型 二阶椭圆方程的边值问题
65N12号 偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65层10 线性系统的迭代数值方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 亚当斯,R.A。;Fournier,J.J.F.,Sobolev Spaces(2003),爱思唯尔·Zbl 1098.46001号
[2] 巴克,A.T。;南卡罗来纳州布伦纳。;帕克,E.H。;Sung,L.Y.,弱过惩罚对称内罚方法的两层可加Schwarz预条件,J.Sci。计算。,47, 1, 27-49 (2011) ·Zbl 1230.65124号
[3] 巴里,S。;Petter,E.B。;William,D.G.,《区域分解:椭圆偏微分方程的并行多层方法》(1996),剑桥大学出版社·Zbl 0857.65126号
[4] Belytschko,T.等人。;Black,T.,最小重网格有限元中的弹性裂纹扩展,国际J数值。方法工程,45,5,601-620(1999)·Zbl 0943.74061号
[5] Bramble,J。;King,J.,《光滑边界和界面域中界面问题的有限元方法》,高级计算。数学。,6, 109-138 (1996) ·Zbl 0868.65081号
[6] Brenner,S.C.,非协调有限元方法的两级加性Schwarz预条件,数学。计算。,65, 215, 897-921 (1996) ·Zbl 0859.65124号
[7] 南卡罗来纳州布伦纳。;Scott,R.,《有限元方法的数学理论》,第15卷(2007),Springer Science&Business Media
[8] 伯曼,E.,幽灵惩罚,C.R.数学。,348, 21-22, 1217-1220 (2010) ·Zbl 1204.65142号
[9] 伯曼,E。;克劳斯,S。;Hansbo,P。;Larson,M.G。;Massing,A.,CutFEM:离散几何和偏微分方程,Int.J.Numer。方法工程,104,7,472-501(2015)·Zbl 1352.65604号
[10] 伯曼,E。;Hansbo,P.,使用切割元素的虚拟域有限元方法:II。稳定的Nitsche方法,应用。数字。数学。,62, 4, 328-341 (2012) ·Zbl 1316.65099号
[11] 伯曼,E。;Zunino,P.,用不合适的Nitsche方法对大反差问题进行数值逼近,(数值分析前沿-杜伦2010(2011),施普林格),227-282·Zbl 1248.65121号
[12] 蔡,M。;Pavarino,L.F。;Widlund,O.,《几乎不可压缩线性弹性的标准粗空间重叠Schwarz方法》,SIAM J.Sci。计算。,37、2、A811-A830(2015)·Zbl 1320.65189号
[13] Caiand,Z。;叶,X。;Zhang,S.,界面问题的间断Galerkin有限元方法:先验和后验误差估计,SIAM J.Numer。分析。,49, 5, 1761-1787 (2011) ·兹比尔1232.65142
[14] Chen,L.,iFEM:MATLAB中的集成有限元方法包(2009),加州大学欧文分校,技术报告
[15] 陈,Z。;Zou,J.,椭圆和抛物线界面问题的有限元方法及其收敛性,数值。数学。,79, 2, 175-202 (1998) ·Zbl 0909.65085号
[16] Dohrmann,C。;Widlund,O.,几乎不可压缩弹性的重叠Schwarz算法,SIAM J.Numer。分析。,47, 4, 2897-2923 (2009) ·Zbl 1410.74064号
[17] Ern,A。;斯蒂芬森,A.F。;Zunino,P.,局部扩散系数较小且各向异性的对流扩散方程的加权平均间断Galerkin方法,IMA J.Numer。分析。,29, 2, 235-256 (2009) ·兹比尔1165.65074
[18] X·冯。;Karakashian,O.A.,二阶椭圆问题间断Galerkin逼近的两层可加性Schwarz方法,SIAM J.Numer。分析。,39, 4, 1343-1365 (2001) ·Zbl 1007.65104号
[19] 毛重,S。;Reusken,A.,Nitsche稳定虚拟域有限元方法的最佳预条件(2021),arXiv预印本
[20] 毛重,S。;Reusken,A.,CutFEM(2022)最佳预处理条件分析,arXiv预印本
[21] 吉尔坎,C。;Massing,A.,椭圆边值和界面问题的稳定切割不连续Galerkin框架,计算。方法应用。机械。工程,348466-499(2019)·Zbl 1440.65208号
[22] Hansbo,A。;Hansbo,P.,一种基于Nitsche方法的不适合椭圆界面问题的有限元方法,Compute。方法应用。机械。工程,191,47-48,5537-5552(2002)·兹比尔1035.65125
[23] Hansbo,A。;Hansbo,P.,固体力学中强不连续和弱不连续模拟的有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,193,33,3523-3540(2004)·Zbl 1068.74076号
[24] Hansbo,P。;Larson,M.G。;Zahedi,S.,Stokes界面问题的切割有限元方法,应用。数字。数学。,85, 90-114 (2014) ·Zbl 1299.76136号
[25] 何,X。;宋,F。;Deng,W.,椭圆界面问题的条件良好的非协调Nitsche扩展有限元方法,Numer。数学。:理论方法应用。,13, 1, 99-130 (2019) ·Zbl 1463.65370号
[26] 黄,J。;Zou,J.,椭圆和静态Maxwell界面问题的一致先验估计,离散Contin。动态。系统。,序列号。B、 7、1、145(2007)·Zbl 1130.35020号
[27] Kirchhart,M。;毛重,S。;Reusken,A.,《斯托克斯界面问题的XFEM离散化分析》,SIAM J.Sci。计算。,38、2、A1019-A1043(2016)·Zbl 1381.76182号
[28] Klawonn,A。;Pavarino,L.F.,混合线性弹性和Stokes问题的重叠Schwarz方法,计算。方法应用。机械。工程,165,1-4,233-245(1998)·Zbl 0948.74077号
[29] Klawonn,A。;Pavarino,L.F.,鞍点问题的重叠Schwarz方法和块预条件的比较,Numer。线性代数应用。,7, 1, 1-25 (2000) ·Zbl 0982.65036号
[30] Lehrenfeld,C。;Reusken,A.,界面问题Nitsche-XFEM离散化的最佳预条件,数值。数学。,135, 2, 313-332 (2017) ·Zbl 1360.65281号
[31] 李,J。;梅伦克,J。;沃尔穆思,B。;Zou,J.,椭圆界面问题高阶有限元的最优先验估计,应用。数字。数学。,60, 1-2, 19-37 (2010) ·Zbl 1208.65168号
[32] Ludescher,T。;毛重,S。;Reusken,A.,椭圆界面问题不合适有限元离散的多重网格方法,SIAM J.Sci。计算。,42、1、A318-A342(2020)·Zbl 1447.65156号
[33] 莫斯,N。;Dolbow,J.E。;Belytschko,T.,《无需重新网格的裂纹扩展有限元方法》,国际J数值。方法工程,46,1,131-150(1999)·Zbl 0955.74066号
[34] Quarteroni,A。;Valli,A.,《偏微分方程的区域分解方法》(1999),牛津大学出版社·Zbl 0931.65118号
[35] 托塞利,A。;Widlund,O.,《领域分解方法——算法和理论》,第34卷(2005年),Springer Science&Business Media·Zbl 1069.65138号
[36] Wadbro,E。;扎赫迪,S。;Kreiss,G。;Berggren,M.,界面问题的一致条件良好、不适合的Nitsche方法,BIT-Numer。数学。,53, 791-820 (2013) ·Zbl 1279.65134号
[37] 吴,H。;Xiao,Y.,椭圆界面问题的一种不合适的hp-interface惩罚有限元方法,J.Compute。数学。,37, 3, 316-339 (2019) ·Zbl 1449.65326号
[38] Xu,J.,具有间断系数的二阶椭圆方程有限元解的收敛速度估计,Natur。科学。湘潭大学学报,1,1-5(1982)
[39] Xu,J.,通过空间分解和子空间校正的迭代方法,SIAM Rev.,34,4,581-613(1992)·Zbl 0788.65037号
[40] 郑,X。;Lowengrub,J.,椭圆问题的界面填充自适应网格方法及其在具有表面张力的自由界面问题中的应用,高级计算。数学。,42, 1225-1227 (2016) ·Zbl 1357.65271号
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。