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椭圆问题的模拟有限差分。 (英语) Zbl 1177.65164号

在多物理代码中,使用自适应网格细化技术和求解偏微分方程的其他特殊要求,可以得到具有可能退化元素的多面体网格。与其他网格相比,多面体网格可以提高网格对数值解特殊要求的适应性,并可以提高相应线性解算器的性能。因此,我们开发了一种模拟有限差分方法(MFD),该方法适用于一般多面体网格,无需对退化单元进行任何处理。模拟意味着MFD继承或模拟了偏微分方程的基本特性,如守恒定律、对称性以及向量和张量演算的恒等式,这些恒等式通过使用微分算子的离散类比得以保留。MFD只需要每个多面体的边界数据,例如面积、重心和面法线。因此,使用不规则形状的元素就不那么困难了。
为了简化描述,对分解做了几个更有力的假设,例如,假设分解的每个多面体都可以分解为有限个形状规则的四面体。讨论了这些假设的结果,发展了定义标量积的积分公式和双线性形式,给出了离散MFD的公式,并导出了网相关范数下的一阶收敛估计。
考虑一个具有精确解的全张量Dirichlet边值模型问题,给出了与有限元方法的数值比较。

MSC公司:

65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
35J25型 二阶椭圆方程的边值问题
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参考文献:

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