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Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin方法分析。 (英语) Zbl 0968.65073号

本文致力于研究非线性Hamilton-Jacobi方程的间断Galerkin有限元方法(由Hu和Shu(即将提出))\[\frac{{\partial\varphi}}{{\protialt}}+H(\varphi_{x1},\dots,\varphi_{xn})=0\quad\text{in}\Omega\times[0,t],\quad_varphi(x,o)=\varphi^0(x)。\标记{1}\]主要目标是构造边值问题的广义粘性解。复杂性是,在(Omega)的复杂几何情况下,解可能具有不连续导数。问题(1)等价于弱双曲方程组的解\[\压裂{{\partial w_i}}{{\protial t}}+\frac{\partical}{{\ partial x_i}{H(w)=0\quad\text{in}\Omega\times[0,t],\quad w_i(x,o)=D_i\varphi^0(x)。\]研究方法基于从该边值问题到(Omega)正则三角剖分上的等价变分的转换,以及寻求的近似解(varphi)在每个三角形上的多项式表示。通过对空间变量使用一些求积规则,对时间变量使用Runge-Kutta方法,对变分问题进行离散化。在每个时间步长上,由此产生的有限维问题在第一阶段给出了(varphi)的梯度分量(w_i)的一些离散近似,在第二阶段通过最小二乘程序恢复了(varfi)的多项式近似。在某些情况下,证明了该方法的准确性和稳定性的理论结果。给出了数值例子。

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
35升60 一阶非线性双曲方程
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年20月 数值算法的复杂性和性能
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全文: 内政部