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三维MHD方程一阶Euler隐式/显式格式的稳定性和误差分析。 (英语) Zbl 1404.76167号

摘要:本文主要研究三维含时MHD方程基于混合有限元逼近的一阶Euler隐式/显式格式的稳定性和收敛性分析。首先,对于初始数据(mathrm u_0),(mathrmB_0inmathrmH^alpha)和(alpha=1,2),得到了连续解((mathrmu,p,mathrmB)和空间半离散解((mathrm u_H,p_H,mathrm B_H)的正则性结果,以及(L^2)的误差估计\)利用负范数技术进行了推导。其次,通过数学归纳,证明了在依赖于初始数据光滑性的稳定条件下,全离散一阶格式的H^2稳定性。这里,对于(α=2),稳定性条件为(δt\leq C_0);对于(α=1),稳定条件为(△tmathrm{th}^{-\frac 12}\leq C_0),其中(C_0。然后,在稳定性条件下,利用抛物对偶自变量建立了全离散解((\mathrm u_H^n,\mathrm B_H^n))的最优\(H^1\)-\(L^2)-误差估计和全离散解(p_H^n\)的最优\(L^2)-误差估计。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
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
76瓦05 磁流体力学和电流体力学
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Armero,F.和Simo,J.C.[1996]“抽象演化方程的时间步进算法的长期耗散性及其在不可压缩MHD和Navier-Stokes方程中的应用”,Comput。方法应用。机械。工程131,41-90·Zbl 0888.76042号
[2] Badia,S.、Codina,R.和Planas,R.[2013]“关于电阻磁流体动力学的无条件收敛稳定有限元近似”,J.Compute。物理学234、399-416·Zbl 1284.76248号
[3] Baňas,Ľ。和Prohl,A.[2010]“多流体非平稳不可压缩磁流体动力学方程的收敛有限元离散化”,数学。计算:791957-1999·Zbl 1273.76264号
[4] Chen,Q.Miao,C.和Zhang,Z.[2008]“关于三维粘性磁流体动力学方程弱解的正则性判据”,Comm.Math。物理284、919-930·Zbl 1168.35035号
[5] Cao,C.和Wu,J.“3D MHD方程的两个正则性标准”,J.Differ。等式2482263-2274·Zbl 1190.35046号
[6] Chen,Z.X.,Espedal,M.和Ewing,R.E.[1995]“地下水水文多相流的连续时间有限元分析”,应用。数学40,203-226·Zbl 0847.76030号
[7] Chen,Z.X.和Douglas,J.Jr.[1991]“非线性抛物问题混合和混合方法中系数的近似”,数学。申请。计算10,137-160·Zbl 0760.65093号
[8] Davidson,P.A.[2001]《磁流体动力学导论》(英国剑桥大学出版社)·Zbl 0974.76002号
[9] Gunzburger,M.D.、Meir,A.J.和Peterson,J.S.[1991]“关于定常不可压缩磁流体动力学方程解的存在性、唯一性和有限元近似”,数学。计算56523-563·Zbl 0731.76094号
[10] Gunzburger,M.D.、Ladyzhenskaya,O.A.和Peterson,J.S.[2004]“关于耦合修正Navier-stokes-Maxwell方程初边值问题的全局唯一可解性”,J.Math。流体力学6,462-482·Zbl 1064.76118号
[11] Gerbeau,J.F.、Le Bris,C.和Lelièvre,T.[2006]液态金属磁流体动力学的数学方法,(牛津大学出版社,纽约)·Zbl 1107.76001号
[12] Girault,V.和Raviart,P.A.[1986]Navier-Stokes方程的有限元近似:理论和算法(Springer-Verlag,Berlin,Heidelberg)·Zbl 0413.65081号
[13] Hasler,U.、Schneebeli,A.和Schözau,D.[2004]“基于加权正则化的不可压缩MHD问题的混合有限元近似”,Appl。数字。数学51,19-45·Zbl 1126.76341号
[14] Hughes,W.F.和Young,F.J.[1966]《流体的电磁学》(Wiley,纽约)。
[15] Hazeltine,R.D.和Meiss,J.D.[1992]血浆封闭(Addison-Wesley Publishing Company,Redwood City,California)。
[16] Hill,A.T.和Süli,E.[2000]“不可压缩Navier-Stokes方程全局吸引子的近似”,IMA J.Numer。分析20,633-667·Zbl 0982.76022号
[17] Heywood,J.和Rannacher,R.[1982]“非平稳Navier-Stokes问题的有限元近似。I.空间离散化解的正则性和二阶误差估计”,SIAM J.Numer。分析19,275-311·Zbl 0487.76035号
[18] Heywood,J.和Rannacher,R.[1988]“非平稳Navier-Stokes问题的有限元近似。III.空间离散化的平滑特性和高阶误差估计,”SIAM J.Numer。分析25489-512·兹伯利0646.76036
[19] Heywood,J.和Rannacher,R.[1990]“非平稳Navier-Stokes问题的有限元近似。IV.二阶时间离散化的误差估计”,SIAM J.Numer。分析27353-384·Zbl 0694.76014号
[20] He,Y.N.[2003]“基于有限元和Crank-Nicolson外推的含时Navier-Stokes方程的两层方法”,SIAM J.Numer。分析411263-1285·Zbl 1130.76365号
[21] He,Y.N.[2005]“具有\(<mml:math display=''inline`` overflow=''scroll``>\)或\(<mm l:math-display=''inline `` overvlow=''scroll ``>\\)初始数据的Navier-Stokes方程谱Garlerkin方法的稳定性和误差分析”,Numer。部分差异的方法。等式21875-904·Zbl 1076.76059号
[22] He,Y.N.[2008]“具有光滑或非光滑初始数据的二维含时Navier-Stokes方程的Euler隐式/显式格式”,数学。计算772097-2124·Zbl 1198.65222号
[23] He,Y.N.[2015]“三维不可压缩MHD方程Euler半隐式格式的无条件收敛”,IMA J.Numer。分析35767-801·兹比尔1312.76061
[24] He,Y.N.和Zou,J.提交了MHD流动的有限元方法I:空间离散化。
[25] He,Y.N.和Zou,J.提交了MHD流动的有限元方法II:时间离散化。
[26] Miao,C.和Yuan,B.[2006]“临界Besov空间中理想MHD系统的适定性”,方法应用。分析13,89-106·Zbl 1202.35173号
[27] Miao,C.,Yuan,B.和Zhang,B.[2007]“不稳定磁流体动力学系统的良好性”,数学。方法应用。科学30,961-976·Zbl 1115.76082号
[28] Moreau,R.[1990]磁流体动力学(Kluwer学术出版社)·兹比尔0714.76003
[29] Meir,A.J.和Schmidt,P.G.[1998]“磁流体动力学流动的分析和有限元模拟,以及海水减阻应用”,Proc。国际交响乐团。《减少海水阻力》,孟、J.C.S.等人(恩勒伍德悬崖海军作战中心),第401-406页。
[30] Navarro,H.A.、Cabezas-Góvez,L.、Silva,R.C.和Montagnoli,A.N.[2007]“低磁雷诺数下不可压缩磁流体动力粘性流的广义交替方向隐式格式”,应用。数学。计算编号1891601-1613·兹比尔1243.76144
[31] Prohl,A.[2008]“非平稳不可压缩磁流体动力学的收敛有限元离散”,数学。模型。数字。分析421065-1087·Zbl 1149.76029号
[32] Schonbek,M.E.、Schonbeck,T.P.和Süli,E.[1996]“磁流体动力学方程解的大时间行为”,数学。Ann.304,717-756·Zbl 0846.35018号
[33] Shen,J.[1990]“完全离散非线性Garlerkin方法的长期稳定性和收敛性”,应用。分析38,201-229·Zbl 0684.65095号
[34] Sermane,M.和Temam,R.[1983]“与MHD方程相关的一些数学问题”,Commun。纯应用程序。数学36,635-664·Zbl 0524.76099号
[35] Salah,N.B.,Soulaimani,A.和Habashi,W.G.[2001]“磁流体力学的有限元方法”,Comput。方法。申请。机械。工程编号:190、5867-5892·Zbl 1044.76030号
[36] Schözau,D.[2004]“定常不可压缩磁流体力学的混合有限元方法”,数值。数学96771-800·Zbl 1098.76043号
[37] Temam,R.[1983]Navier-Stokes方程,理论与数值分析,第3版。(北荷兰,阿姆斯特丹)·兹比尔0555.76030
[38] Temam,R.[1988]力学和物理中的无限维动力系统(Spinger-Verlag,纽约)·Zbl 0662.35001号
[39] Wu,J.[2008]“广义MHD方程的正则性准则”,Comm.偏微分。等式33,285-306·Zbl 1134.76068号
[40] Wiedmer,M.[1999]“磁流体动力学方程的有限元近似”,数学。计算69,83-101·Zbl 0944.76039号
[41] Yuksel,G.和Ingram,R.[2013]“有限元的数值分析,小磁雷诺数下MHD流动的Crank-Nicolson离散化”,国际期刊Numer。分析。型号10,74-98·Zbl 1266.76066号
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