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任意平面区域上泊松方程的剖分有限元方法。 (英语) Zbl 1506.65223号

摘要:本文介绍了一种求解任意形状二维域上泊松方程的剖分有限元方法。该方程在四节点单元的笛卡尔轴对齐网格上求解,该网格以平滑但任意的方式与域边界相交。Dirichlet边界条件由投影方法强加,而Neumann边界条件需要在局部离散边界区域上积分。典型的数值实验表明,该方法是稳定的,并达到了相应的非结构体有限元方法所期望的渐近收敛速度。

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
65N12号 偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性

软件:

切割FEM
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 巴苏,P.K。;Beall,A.G。;Simmons,D.J。;Vannier,M.,使用CT扫描和P版FEM进行三维股骨应力分析,Biomat。医学发展,13,163-186(1986)
[2] Guldberg,R.E。;霍利斯特,S.J。;Charras,G.T.,基于数字图像的有限元模型的准确性,J.Biomech。,120, 289-295 (1998)
[3] M.F.亚当斯。;Bayraktar,H.H。;Keaveny,T.M。;Papadopoulos,P.,代数多重网格在IBM SP上全骨微机械大规模有限元分析中的应用,(ACM/IEEE超级计算论文集2003(2003),计算机械协会:美国纽约州纽约市计算机械协会),26
[4] Peskin,C.,《心脏瓣膜周围的流动模式:一种数值方法》,J.Compute。物理。,10, 252-271 (1972) ·Zbl 0244.9202号
[5] Peskin,C.,《心脏血流的数值分析》,J.Compute。物理。,25, 220-252 (1977) ·Zbl 0403.76100号
[6] Goldstein,D。;Handler,R.公司。;Sirovich,L.,用外部流场模拟无滑移流动边界,J.Compute。物理。,105, 354-366 (1993) ·Zbl 0768.76049号
[7] Adgerid,S。;Ben-Romdhane,M。;Lin,T.,二阶椭圆界面问题的高次浸入式有限元方法,国际J。数值。分析。型号。,11, 3, 541-566 (2014) ·Zbl 1499.65639号
[8] 张,L。;Gerstenberger,A。;王,X。;刘伟凯,浸没有限元法,计算。方法应用。机械。工程,1932051-2067(2004)·Zbl 1067.76576号
[9] 米塔尔·R。;Iacarino,G.,《浸没边界法》,年。流体力学版次。,37, 239-261 (2005) ·Zbl 1117.76049号
[10] Rüberg,T。;Cirak,F。;Aznar,J.M.Garcia,非线性固体力学的非结构化浸入式有限元方法,高级模型。模拟。工程科学。,3,22-50(2016)
[11] Ferziger,J。;Peric,M.,《流体动力学计算方法》(1999),施普林格出版社:柏林施普林格·Zbl 0869.76003号
[12] 马克斯·L·W。;Gardner,T.N.,《在骨有限元建模中使用应变能作为收敛准则以及模型几何对应力收敛的影响》,J.Biomed。工程师,15,6,474-476(1993)
[13] 巴布斯卡,I。;Chleboun,J.,域中不确定性对两个空间维Neumann边值问题解的影响,数学。公司。,71, 1339-1370 (2002) ·Zbl 1007.65086号
[14] 勒维克,R。;Li,Z.,具有间断系数和奇异源的椭圆方程的浸入界面法,SIAM J.Numer。分析。,31, 1019-1044 (1994) ·Zbl 0811.65083号
[15] Lee,L。;Leveque,R.,《不可压缩Navier-Stokes方程的浸没界面法》,SIAM J.Sci。计算。,25, 832-856 (2003) ·Zbl 1163.65322号
[16] 伊藤,K。;李,Z。;Kyei,Y.,不规则域上椭圆方程的基于笛卡尔网格的高阶有限差分格式,SIAM J.Sci。计算。,27, 346-367 (2005) ·Zbl 1087.65099号
[17] Young博士。;梅尔文·R·G。;Bieterman,M.B。;约翰逊,F.T。;萨曼特,S.S。;Bussoletti,J.E.,局部细化矩形网格有限元法:在计算流体动力学和计算物理中的应用,J.Compute。物理。,92 (1991) ·Zbl 0709.76078号
[18] 杜阿尔特,C.A.M。;巴布什卡,I。;Oden,J.T.,三维结构力学问题的广义有限元法,计算。结构。,77, 215-232 (2000)
[19] 斯特鲁布利斯,T。;巴布什卡,I。;Copps,K.,广义有限元方法的设计与分析,计算机。方法应用。机械。工程,181,43-69(2000)·Zbl 0983.65127号
[20] 格洛温斯基,R。;潘·T·W。;Periaux,J.,Dirichlet问题和应用的虚拟域方法,计算。方法应用。机械。工程,111,283-303(1994)·Zbl 0845.73078号
[21] 格洛温斯基,R。;潘·T·W。;Periaux,J.,《颗粒流的分布式拉格朗日乘子/虚拟域方法》,国际期刊《Multiph》。流量。,25, 755-794 (1999) ·Zbl 1137.76592号
[22] Hansbo,A。;Hansbo,P.,一种基于nitsche方法的不适合椭圆界面问题的有限元方法,Compute。方法应用。机械。工程,191,5537-5552(2002)·Zbl 1035.65125号
[23] Dolbow,J。;Harari,I.,《嵌入式界面问题的有效有限元方法》,国际。J.数字。方法工程,78,229-252(2009)·Zbl 1183.76803号
[24] 埃里克·伯尔曼;克劳斯、苏珊娜;Peter Hansbo;拉尔森,Mats G。;Massing,André,CutFEM:离散几何和偏微分方程,国际。J.数字。方法工程,104,7,472-501(2015)·Zbl 1352.65604号
[25] Parvizian,J。;Duester,A。;Rank,E.,有限单元法:固体力学中嵌入域问题的h和p扩展,计算。机械。,41, 121-133 (2007) ·Zbl 1162.74506号
[26] Duester,A。;Parvizian,J。;杨,Z。;Rank,E.,固体力学三维问题的有限单元法,计算。方法应用。机械。工程,197,3768-3782(2008)·Zbl 1194.74517号
[27] 卢,A.J。;Buscaglia,G.C.,基于非连续-Galerkin的浸没边界法,国际。J.数字。方法工程,76,4,427-454(2008)·Zbl 1195.76258号
[28] Brandstetter,G。;Govindjee,S.,具有间断系数和奇异源的泊松方程的高阶浸入边界间断-Galerkin方法,国际。J.数字。方法工程,101847-869(2015)·Zbl 1352.65471号
[29] 奥马尔科。;塞维利亚,R。;Zhang,Y。;Rodenas,J.J。;Tur,M.,《基于独立于几何形状的笛卡尔网格的有限元分析中的精确三维边界表示》,国际。J.数字。方法工程,103,445-468(2015)·Zbl 1352.65592号
[30] Johansson,A。;Larson,M.G.,带虚拟边界椭圆问题的高阶间断Galerkin nitsche方法,Numer。数学。,123, 607-628 (2013) ·Zbl 1269.65126号
[31] Adgerid,S。;Chaabane,N。;Lin,T.,Stokes界面问题的浸入式非连续有限元方法,计算。方法应用。机械。工程师,293170-190(2015)·Zbl 1423.76200号
[32] 张,L。;格斯滕伯格,A。;王,X。;刘伟凯,浸没有限元法,计算。方法应用。机械。工程,1932051-2067(2004)·Zbl 1067.76576号
[33] Johansen,H。;Colella,P.,不规则区域上泊松方程的笛卡尔网格嵌入边界法,J.Compute。物理。,147, 60-85 (1998) ·Zbl 0923.65079号
[34] McCorquodale,P。;Johansen,H。;Colella,P.,《不规则区域热方程的笛卡尔网格嵌入边界法》,J.Compute。物理。,173, 620-635 (2001) ·Zbl 0991.65099号
[35] M.Aftosmis,J.Melton,M.Berger,笛卡尔网格方法的适应和表面建模,载于:第12届AIAA计算流体动力学会议,加利福尼亚州圣地亚哥,1995年。
[36] M.Aftosmis,J.Melton,M.Berger,基于组件几何的稳健高效笛卡尔网格生成,收录于:第35届美国航空航天局航空科学会议,内华达州雷诺,1997年。
[37] Pino,S.Del;Pironneau,O.,一个基于虚拟域的通用PDE解算器,(Heikkola,E.;Kuznetsov,Y.;Neittanmäki,P.;Pironneu,O.《科学计算的数值方法》,变分问题与应用(2003),CIMNE:CIMNE Barcelona)·Zbl 1158.65006号
[38] 周永川。;Wei,G.W.,关于匹配界面和边界(MIB)方法的虚拟域和插值公式,J.Compute。物理。,219, 228-246 (2006) ·Zbl 1105.65108号
[39] Rashid,M.M.,《任意局部网格替换方法:裂纹扩展分析中重网格的替代方法》,计算。方法应用。机械。工程,154133-150(1998)·Zbl 0939.74071号
[40] 巴布什卡,I。;Aziz,A.K.,关于有限元方法数学基础的综述讲座,(Aziz·Zbl 0268.65052号
[41] Demmel,J.W.,《应用数值线性代数》(1997),SIAM·Zbl 0879.65017号
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