×

线性双曲方程能量守恒间断Galerkin方法的超收敛性。 (英语) Zbl 1449.65250号

摘要:本文研究了能量守恒间断Galerkin(DG)方法的超收敛性质[G.付C.-W.舒,J.计算。申请。数学。349, 41–51 (2019;Zbl 1407.65187号)]对于一维线性双曲方程。我们证明了近似解超收敛于精确解的特定投影。当使用带(k\geq1)的分段(mathbb{P}^k)多项式时,证明了这种超收敛的阶为(k+2)。该证明对于任意非均匀正则网格和具有任意(k\geq1)的分段多项式都是有效的。此外,我们发现DG解的导数和函数值逼近在一类特殊点处是超收敛的,其阶数分别为(k+1)和(k+2)。我们还证明了在适当的初始离散化选择下,数值通量和单元平均值的DG解的(2k+1)阶超收敛速度。通过数值实验验证了这些理论结果。

MSC公司:

65平方米 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
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
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
35F05型 线性一阶偏微分方程
35升02 一阶双曲方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Adgerid,S。;Massey,Tc,非线性标量双曲问题间断Galerkin解的超收敛性,计算。方法应用。机械。工程,195,3331-3346(2006)·Zbl 1124.65086号 ·doi:10.1016/j.cma.2005.06.017
[2] Adgerid,S。;Weinhart,T.,线性对称双曲型方程组的间断Galerkin误差估计,计算。方法应用。机械。工程,198,3113-3129(2009)·兹比尔1229.65166 ·doi:10.1016/j.cma.20009.05.016
[3] Adgerid,S。;Weinhart,T.,线性对称双曲系统的间断Galerkin误差估计,数学。计算。,80, 1335-1367 (2011) ·Zbl 1222.65099号 ·doi:10.1090/S0025-5718-2011-02460-9
[4] 曹伟。;李,D。;Yang,Y。;Zhang,Z.,基于一维线性双曲方程迎风偏通量的间断Galerkin方法的超收敛性,ESAIM,51,467-486(2017)·Zbl 1367.65127号 ·doi:10.1051/m2安/2016026
[5] 曹伟。;刘,H。;Zhang,Z.,对流扩散方程直接间断Galerkin方法的超收敛性,数值。方法部分差异。Equ.、。,33, 290-317 (2017) ·Zbl 1361.65061号 ·doi:10.1002/num.22087
[6] 曹伟。;舒,C-W;Yang,Y。;Zhang,Z.,非线性双曲方程间断Galerkin方法的超收敛性,SIAM J.Numer。分析。,56, 732-765 (2018) ·Zbl 1450.65116号 ·doi:10.1137/17M1128605
[7] 曹伟。;舒,C-W;Zhang,Z.,具有退化变系数的一维线性双曲方程的间断Galerkin方法的超收敛性,ESAIM,51,2213-2235(2017)·Zbl 1382.65274号 ·doi:10.1051/m2安/2017026
[8] 曹伟。;张,Z。;Zou,Q.,线性双曲方程间断Galerkin方法的超收敛性,SIAM J.Numer。分析。,52, 2555-2573 (2014) ·Zbl 1331.65128号 ·数字对象标识代码:10.1137/130946873
[9] 程,Y。;Shu,C-W,间断Galerkin有限元解的超收敛和时间演化,J.Compute。物理。,227, 9612-9627 (2008) ·Zbl 1153.65088号 ·doi:10.1016/j.jcp.2008.07.010
[10] Cheng,Y。;Shu,C-W,一维线性双曲型和对流扩散方程的间断Galerkin格式和局部间断Galergin格式的超收敛性,SIAM J.Numer。分析。,47, 4044-4072 (2010) ·Zbl 1208.65137号 ·doi:10.1137/090747701
[11] Ciarlet,P.G.:椭圆问题的有限元方法。North-Holland Publishing Co.,阿姆斯特丹,纽约(1978)·Zbl 0383.65058号
[12] Cockburn,B。;Hou,S。;Shu,C-W,守恒定律的Runge-Kutta局部投影间断Galerkin有限元方法IV:多维情况,数学。计算。,54, 545-581 (1990) ·兹伯利0695.65066
[13] Cockburn,B。;林,S-Y;Shu,C-W,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin有限元方法,守恒定律III:一维系统,J.Compute。物理。,84, 90-113 (1989) ·Zbl 0677.65093号 ·doi:10.1016/0021-9991(89)90183-6
[14] Cockburn,B。;Shu,C-W,TVB Runge-Kutta局部投影非连续Galerkin守恒有限元方法。二、。一般框架,数学。计算。,52, 411-435 (1989) ·Zbl 0662.65083号
[15] Cockburn,B。;Shu,C-W,标量守恒定律的龙格-库塔局部投影P1-连续伽辽金有限元法,数学。模型。数字。分析。,25, 337-361 (1991) ·Zbl 0732.65094号 ·doi:10.1051/m2安/1991250303371
[16] Cockburn,B。;Shu,C-W,守恒定律的Runge-Kutta间断Galerkin方法V:多维系统,J.Compute。物理。,141, 199-224 (1998) ·Zbl 0920.65059号 ·doi:10.1006/jcph.1998.5892
[17] Durran博士,《地球物理流体动力学中波动方程的数值方法》,应用数学教材(1999),纽约:Springer-Verlag,纽约
[18] Fu,G.,Shu,C.-W.:线性对称双曲方程组的最优能量守恒间断Galerkin方法。提交给计算物理杂志。arXiv:1805.04471·Zbl 1452.65230号
[19] 哥特利布,S。;舒,C-W;Tadmor,E.,强稳定性保持高阶时间离散化方法,SIAM Rev.,43,89-112(2001)·Zbl 0967.65098号 ·doi:10.1137/S003614450036757X
[20] 郭伟。;钟,X。;邱,J.,不连续伽辽金的超收敛性和局部不连续伽辽金方法:基于傅立叶方法的特征结构分析,J.计算。物理。,235, 458-485 (2013) ·Zbl 1291.65299号 ·doi:10.1016/j.jcp.2012.10.020
[21] 南朝鲜半岛;叶卡捷琳娜瑞斯,J。;Dougalis,V.,《波传播的有效计算方法》(2008),博卡拉顿:查普曼和霍尔/CRC,博卡拉顿·Zbl 1134.65002号
[22] 克里沃多诺娃。;Xin,J。;Remacle,Jf;Chevaugeon,N。;Flaherty,Je,双曲守恒律的冲击检测和间断Galerkin方法极限,应用。数字。数学。,48, 323-338 (2004) ·兹比尔1038.65096 ·doi:10.1016/j.apnum.2003.11.002
[23] 刘,Y。;舒,C-W;Zhang,M.,线性双曲方程半离散中心间断Galerkin方法的最佳误差估计,SIAM J.Numer。分析。,56, 520-541 (2018) ·Zbl 1383.65108号 ·doi:10.1137/16M1089484
[24] 谢,Z。;Zhang,Z.,一维奇异摄动问题间断Galerkin方法的一致超收敛分析,数学。计算。,79, 35-45 (2010) ·Zbl 1208.65118号 ·doi:10.1090/S0025-5718-09-02297-2
[25] Yang,Y。;Shu,C-W,线性双曲方程间断Galerkin方法的最优超收敛性分析,SIAM J.Numer。分析。,50, 3110-3133 (2012) ·Zbl 1276.65055号 ·数字对象标识代码:10.1137/10857647
[26] 张,Z。;谢,Z。;Zhang,Z.,对流扩散问题非连续Galerkin方法的超收敛性,科学杂志。计算。,41, 70-93 (2009) ·Zbl 1203.65121号 ·doi:10.1007/s10915-009-9288-y
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。