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勒让德谱配置问题的非重叠区域分解方法。 (英语) Zbl 1134.65086号

本文采用非重叠区域分解形式的勒让德谱配置法求解L形区域的泊松方程。配置方程使用Gauss-Legendre节点,而不是更常见的Gauss-Hegendre-Lobatto点。这个问题被分解成几个独立的步骤。
首先在每个子域中求解非耦合离散泊松方程。其次,在接口处求解离散Steklov-Poincaré问题。最后,通过添加在前面步骤中计算的局部函数,可以很容易地重建该解。利用预条件共轭梯度法求解界面问题,预条件是从相邻区域的界面问题中获得的。
数值逼近在界面上是连续的,法向导数仅在界面上的配置点处连续。对几个实现问题的讨论表明,通过选择合适的基函数,可以将该方法的总成本减少到(O(N^3)+O(mN^2)操作,(N\)是每个方向上的配置点数量和(m\)PCG迭代次数。本文的数值实验表明,对于一些测试问题,谱收敛速度很快。

MSC公司:

65号55 多重网格方法;含偏微分方程边值问题的区域分解
65层10 线性系统的迭代数值方法
65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 伯纳迪,C。;Maday,Y。;Patera,A.T。;布雷齐斯,H。;Lions,J.-L.,区域分解的新非协调方法:砂浆单元法,非线性偏微分方程及其应用,法国学院第十一届研讨会,13-51(1994),伦敦:皮特曼,伦敦·Zbl 0797.65094号
[2] Bernardi,C.,Maday,Y.(2001年)。光谱、光谱元素和砂浆元素方法,微分方程理论和数值,Universitext,Springer,Berlin,第1-57页·Zbl 0991.65124号
[3] 比亚莱基,B。;Dryja,M.,正交样条配置问题的非重叠区域分解,SIAM J.Numer。分析。,41, 1709-1728 (2003) ·Zbl 1055.65139号 ·doi:10.1137/S0036142901399793
[4] 比亚莱基,B。;Karageorghis,A.,矩形上亥姆霍兹方程的勒让德·高斯谱配置,数值。算法,36,203-227(2004)·Zbl 1075.65139号 ·doi:10.1023/B:NUMA.000040056.52424.49
[5] Chan,T.F.和Mathew,T.P.(1994年)。区域分解算法。《数值学报》61-143·Zbl 0809.65112号
[6] Douglas,J.,Jr.和Dupont,T.(1974年)。单个空间变量中抛物方程的配置方法。数学课堂讲稿,第358卷,施普林格,纽约·Zbl 0279.65097号
[7] Funaro,D.,椭圆方程的多域谱近似,数值。方法部分差异。方程式,2187-205(1986)·Zbl 0622.65104号 ·doi:10.1002/num.1690020304
[8] Funaro,D。;Quarteroni,A。;Zanolli,P.,区域分解方法的界面松弛迭代过程,SIAM J.Numer。分析。,1213-1236年(1988年)·兹伯利0678.65082 ·doi:10.1137/0725069
[9] 格尔瓦西奥,P。;奥夫钦尼科夫,E。;Quarteroni,A.,二维椭圆方程的谱投影分解方法,SIAM J.Numer。分析。,34, 1616-1639 (1997) ·Zbl 0890.65118号 ·doi:10.1137/S0036142994265334
[10] Golub,G。;Van Loan,C.,《矩阵计算》(1996),马里兰州巴尔的摩:约翰·霍普金斯大学出版社,马里兰州巴的摩·Zbl 0865.65009号
[11] Maday,Y。;Patera,A.T。;努尔,A。;Oden,J.,Navier-Stokes方程的谱元方法,计算力学的最新研究,71-143(1989),纽约:美国数学工程师学会,纽约·Zbl 0850.73026号
[12] 曼纳,M。;瓦卡,A。;Deville,M.O.,《不可压缩Navier-Stokes方程的预处理谱多域离散化》,J.Compute。物理。,201, 204-223 (2004) ·Zbl 1195.76261号 ·doi:10.1016/j.jcp.2004.05.011
[13] Orszag,S.A.,复杂几何问题的谱方法,J.Compute。物理。,37, 70-92 (1980) ·兹伯利0476.65078 ·doi:10.1016/0021-9991(80)90005-4
[14] Quarteroni,A。;Sacchi-Landriani,G.,谱配置方法的区域分解预条件。,科学杂志。计算。,3, 45-76 (1988) ·Zbl 0661.65121号 ·doi:10.1007/BF01066482
[15] Quarteroni,A。;Valli,A.,《偏微分方程的区域分解方法》(1999),纽约:牛津大学出版社,纽约·Zbl 0931.65118号
[16] Shen,J.,高效谱-伽勒金方法I,使用勒让德多项式直接求解二阶和四阶方程。SIAM J.科学。计算。,15, 1489-1505 (1994) ·Zbl 0811.65097号
[17] B.F.史密斯。;比约尔斯塔德,体育。;Gropp,W.D.,区域分解(1996),剑桥:椭圆偏微分方程的并行多层方法。剑桥大学出版社·Zbl 0857.65126号
[18] 斯特朗,G。;Fix,G.J.,《有限元法分析》(1973),新泽西州恩格尔伍德克利夫斯:普伦蒂斯·霍尔,恩格尔伍德克里夫斯,新泽西·Zbl 0356.65096号
[19] Szabó,B。;Babuskǎ,I.,有限元分析(1991),纽约:威利,纽约·兹比尔0792.73003
[20] 托塞利,A。;Widlund,O.,《区域分解方法——算法和理论》(2005),柏林:施普林格出版社,柏林·Zbl 1069.65138号
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