×

多尺度偏微分方程FETI方法分析。二: 接口变化。 (英语) Zbl 1380.65388号

小结:在本文中,我们给出了有限元撕裂互连(FETI)方法的一种新的严格条件数估计及其变体,全浮场效应晶体管。我们考虑具有高度异质(多尺度)扩散系数的二维或三维域中的标量椭圆方程。允许该系数不仅在子域界面上而且在子域内部有大的跳跃。换句话说,子域划分不需要解决系数中的任何跳跃。在适当的假设下,我们推导了一级和全浮场效应晶体管的条件数的界,这些条件数对于系数对比度的强烈变化是稳健的,并且在与系数变化相关的一些几何参数中是明确的。特别是,健壮性适用于高对比度介质中的面、边和顶点孤岛。作为一个中心工具,我们证明并使用了新的加权Poincaré和离散Sobolev型不等式,这些不等式在权重中是显式的。我们的理论发现在一系列数值实验中得到了证实。
关于第一部分,请参见[C.佩奇斯坦R.Scheichl公司,数字。数学。111,第2期,293–333(2008年;Zbl 1170.65097号)].

MSC公司:

65纳米30 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
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
65N22型 含偏微分方程边值问题离散方程的数值解
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Adams,R.A.,Fournier,J.J.F.:Sobolev空间。摘自:《纯粹与应用数学》,第140卷,第2版。阿姆斯特丹学术出版社(2003)·Zbl 1098.46001号
[2] Aksoylu B.,Graham I.G.,Klie H.,Scheichl R.:为高对比度扩散问题建立一个严格合理的代数预条件。计算。目视检查。科学。11(4–6), 319–331 (2008) ·doi:10.1007/s00791-008-0105-1
[3] Alcouffe R.E.、Brandt A.、Dendy J.J.E.、Painter J.W.:强不连续系数扩散方程的多重网格法。SIAM J.科学。计算。2(4), 430–454 (1981) ·Zbl 0474.76082号 ·doi:10.1137/0902035
[4] Bramble J.H.,Xu J.:加权L2投影的一些估计。数学。公司。56(194), 463–476 (1991) ·Zbl 0722.65057号
[5] Brenner S.C.:用标准加性Schwarz框架分析二维FETI-DP预处理器。电子。事务处理。数字。分析。16, 165–185 (2003) ·Zbl 1065.65136号
[6] Brenner,S.C.,Scott,L.R.:有限元方法的数学理论。收录:《应用数学课文》,第15卷,第2版。Springer-Verlag,纽约(2002年)·Zbl 1012.65115号
[7] Chan,T.F.,Mathew,T.:区域分解方法。收录于:1994年《数字学报》。剑桥大学出版社(1994)·Zbl 0809.65112号
[8] Cliffe K.A.、Graham I.G.、Scheichl R.、Stals L.:混合有限元模拟的非均匀介质中流动的并行计算。J.计算。物理。164(2), 258–282 (2000) ·Zbl 0995.76044号 ·doi:10.1006/jcph.2000.6593
[9] Dohrmann C.R.,Klawonn A.,Widlund O.B.:不太规则子域的区域分解:二维重叠Schwarz。SIAM J.数字。分析。46(4), 2153–2168 (2008) ·Zbl 1183.65160号 ·doi:10.1137/070685841
[10] Dostál Z.,Horák D.,Kučera R.:总FETI–用于椭圆PDE数值解的FETI方法的一种更容易实现的变体。数字。方法工程22(12),1155–1162(2006)·Zbl 1107.65104号 ·doi:10.1002/纳米.881
[11] Dryja,M.,Sarkis,M.:边界层技术工具和非均匀系数应用。作者:Huang,Y.,Kornhuber,R.,Widlund O.,Xu,J.(编辑)《科学与工程分解方法》十九。计算科学与工程讲义,第78卷,第205-212页。柏林施普林格-弗拉格出版社(2011年)
[12] Dryja M.,Sarkis M.V.,Widlund O.B.:三维不连续系数椭圆问题的多层Schwarz方法。数字。数学。72, 313–348 (1996) ·Zbl 0857.65131号 ·doi:10.1007/s002110050172
[13] Farhat C.,Roux F.-X.:有限元撕裂和互连方法及其并行求解算法。国际期刊数字。方法工程32,1205–1227(1991)·Zbl 0758.65075号 ·doi:10.1002/nme.1620320604
[14] Galvis J.,Efendiev Y.:高对比度介质中多尺度流动的区域分解预处理器。多尺度模型。模拟。8(4), 1461–1483 (2010) ·Zbl 1206.76042号 ·doi:10.1137/090751190
[15] Graham I.G.,Hagger M.J.:具有高度不连续系数的椭圆问题的非结构加性Schwarz-conjugate梯度方法。SIAM J.科学。计算。20(6), 2041–2066 (1999) ·Zbl 0943.65147号 ·doi:10.1137/S1064827596305593
[16] Graham I.G.,Lechner P.O.,Scheichl R.:多尺度偏微分方程的区域分解。数字。数学。106(4), 589–626 (2007) ·Zbl 1141.65084号 ·doi:10.1007/s00211-007-0074-1
[17] Graham I.G.,Scheichl R.:多尺度偏微分方程的稳健区域分解算法。数字。方法部分差异。埃克。23, 859–878 (2007) ·兹比尔1141.65085 ·doi:10.1002/num.20254
[18] Graham I.G.,Scheichl R.:重叠加法Schwarz的系数显式条件数界。收录:Langer,U.、Disacciati,M.、Keyes,D.E.、Widlund,O.B.、Zulehner,W.(编辑)科学与工程领域分解方法十七。计算科学与工程讲义,第60卷,第365-372页。柏林施普林格-弗拉格出版社(2008年)
[19] Klawonn A.,Rheinbach O.:非均匀三维弹性问题的稳健FETI-DP方法。计算。方法应用。机械。工程1961400-1414(2007)·Zbl 1173.74428号 ·doi:10.1016/j.cma.2006.03.023
[20] Klawonn A.,Rheinbach O.,Widlund O.B.:平面中不规则子域上FETI-DP算法的分析。SIAM J.数字。分析。46(5), 2484–2504 (2008) ·Zbl 1176.65135号 ·doi:10.1137/070688675
[21] Klawonn A.、Widlund O.B.:FETI和Neumann-Numann迭代子结构方法:联系和新结果。普通纯应用程序。数学。54(1), 57–90 (2001) ·Zbl 1023.65120号 ·doi:10.1002/1097-0312(200101)54:1<57::AID-CPA3>3.0.CO;二维
[22] Klawonn A.、Widlund O.B.、Dryja M.:三维非均匀系数椭圆问题的双原场效应晶体管方法。SIAM J.数字。分析。40(1), 159–179 (2002) ·Zbl 1032.65031号 ·doi:10.1137/S0036142901388081
[23] Langer U.,Pechstein C.:非线性势问题的耦合有限元和边界元撕裂和互连解算器。ZAMM Z.Angew公司。数学。机械。86(12), 915–931 (2006) ·Zbl 1110.78009号 ·doi:10.1002/zamm.200610294
[24] Mandel J.,Dohrmann C.R.,Tezaur R.:基于约束的原始和对偶子结构方法的代数理论。申请。数字。数学。54, 167–193 (2005) ·Zbl 1127.76049号 ·doi:10.1016/j.apnum.2004.09.022
[25] Mandel J.,Tezaur R.:带拉格朗日乘子的减法收敛性。数字。数学。73, 473–487 (1996) ·Zbl 0880.65087号 ·doi:10.1007/s002110050201
[26] 其中:BETI-Gebietszerlegungsmethoden mit schnellen Randelementverfahren und Anwendungen。德国斯图加特大学博士论文,2006年1月(德语)·Zbl 1198.68292号
[27] G.,Steinbach O.:全浮动边界元撕裂和互连方法。J.数字。数学。17(4),277–298(2009年)·兹比尔1423.74943 ·doi:10.1515/JNUM.2009.014
[28] Pechstein,C.:多尺度椭圆偏微分方程的有限元和边界元撕裂和互连方法。2008年12月,奥地利林茨约翰内斯·开普勒大学计算数学研究所博士论文。http://www.numa.uni-linz.ac.at/Teaching/PhD/Finished/pechstein
[29] Pechstein C.:无界域中的边界元撕裂和互连方法。申请。数字。数学。59(11), 2824–2842 (2009) ·Zbl 1176.65145号 ·doi:10.1016/j.apnum.2008.12.031
[30] Pechstein C.,Scheichl R.:多尺度PDE的FETI方法分析。数字。数学。111(2), 293–333 (2008) ·Zbl 1170.65097号 ·doi:10.1007/s00211-008-0186-2
[31] Pechstein C.,Scheichl R.:通过区域分解进行放大。申请。分析。88(10–11), 1589–1608 (2009) ·Zbl 1281.76040号 ·数字对象标识代码:10.1080/00036810903157204
[32] Pechstein C.,Scheichl R.:多尺度椭圆偏微分方程的稳健FETI解算器。收录:Roos,J.、Costa,L.R.J.(编辑)《电气工程中的科学计算》,《工业数学》,第14卷,第421-428页。柏林施普林格-弗拉格出版社(2010年)
[33] Pechstein,C.,Scheichl,R.:加权Poincaré不等式。奥地利林茨约翰内斯·开普勒大学计算数学研究所2010年10月NuMa报告(2010年提交)·Zbl 1275.26030号
[34] Pechstein C.,Scheichl R.:加权Poincaré不等式及其在区域分解中的应用。作者:Huang,Y.,Kornhuber,R.,Widlund,O.,Xu,J.(编辑)《科学与工程分解方法》十九。计算科学与工程讲义,第78卷,197-204页。柏林施普林格-弗拉格出版社(2010年)
[35] Rixen,D.,Farhat,C.:对子域内和子域间系数跳跃问题的FETI方法进行预处理。摘自:Björstad,P.E.,Espedal,M.,Keyes,D.(编辑)第九届区域分解方法国际会议,第472-479页(1997年)。http://www.ddm.org/DD9/Rixen.pdf
[36] Rixen D.,Farhat C.:一类基于子结构的预条件器对异质结构力学问题的简单有效扩展。国际期刊数字。方法工程44,489–516(1999)·Zbl 0940.74067号 ·doi:10.1002/(SICI)1097-0207(19990210)44:4<489::AID-NME514>3.0.CO;2-Z型
[37] Ruge J.,Stüben K.:用代数多重网格(AMG)高效求解有限差分和有限元方程。In:Paddon,D.J.,Holstein,H.(eds)积分和微分方程的多重网格方法。IMA会议系列,第169-212页。克拉伦登出版社,牛津(1985)·Zbl 0581.65072号
[38] Sarkis M.:非标准粗空间和Schwarz方法,用于使用不相容元素的具有不连续系数的椭圆问题。数字。数学。77(3), 383–406 (1997) ·Zbl 0884.65119号 ·doi:10.1007/s002110050292
[39] Sarkis,M.V.:使用一致元和非一致元求解不连续系数椭圆问题的Schwarz预条件。Courant数学科学研究所计算机科学系博士论文,TR-671(1994)·Zbl 0884.65119号
[40] Scheichl R.,Vainikko E.:高变系数椭圆问题的加性Schwarz和基于聚合的粗化。计算80(4),319–343(2007)·Zbl 1171.65372号 ·doi:10.1007/s00607-007-0237-z
[41] Schenk O.,Gärtner K.:关于稀疏对称不定系统的快速因式分解枢轴方法。电子。事务处理。数字。分析。23158-179(2006年)·Zbl 1112.65022号
[42] Scott L.R.,Zhang S.:满足边界条件的非光滑函数的有限元插值。数学。计算。54, 483–493 (1990) ·Zbl 0696.65007号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1990-1011446-7
[43] Stein E.M.:奇异积分和函数的可微性。普林斯顿数学系列,第30卷。普林斯顿大学出版社,普林斯顿(1970)·兹伯利0207.13501
[44] Toselli,A.,Widlund,O.:域解定位方法——算法和理论。收录于:《计算数学中的斯普林格系列》,第34卷。柏林施普林格-弗拉格出版社(2005年)·Zbl 1069.65138号
[45] Van lent J.,Scheichl R.,Graham I.G.:多尺度偏微分方程二层Schwarz方法的能量最小化粗糙空间。数字。线性代数应用。16(10), 775–799 (2009) ·Zbl 1224.65292号 ·doi:10.1002/nla.641
[46] Vanek P.,Mandel J.,Brezina M.:二阶和四阶椭圆问题的光滑聚合代数多重网格。计算56(3),179-196(1996)·Zbl 0851.65087号 ·doi:10.1007/BF02238511
[47] Xu J.,Zhu Y.:强不连续系数椭圆问题的一致收敛多重网格方法。数学。模型方法应用。科学。18(1), 77–105 (2008) ·Zbl 1151.65097号 ·doi:10.1142/S021820508002619
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。