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一类各向异性网格上有限元方法的条件数。 (英语) Zbl 1448.35116号

摘要:我们研究了一类各向异性网格上有限元条件数的行为。这些新开发的网格算法可以产生数值逼近,并能最优收敛到二维和三维椭圆边值问题的各向同性和各向异性奇异解。尽管实现中简单且几何约束较少,但这些网格可能具有高度各向异性,并且不保持最大角度条件。我们制定了统一的细化原则,并从这些网格中对刚度矩阵的条件数的增长率进行了严格估计。这些结果对于这些网格的有效应用和快速数值解算器的设计具有重要意义。数值试验验证了理论分析。

MSC公司:

35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
35J25型 二阶椭圆方程的边值问题
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65牛顿50 涉及偏微分方程的边值问题的网格生成、细化和自适应方法
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Apel,T.,《各向异性有限元:局部估计和应用,数值数学进展》(1999),B.G.Teubner:B.G.Tuubner Stuttgart·Zbl 0917.65090号
[2] 阿佩尔,T。;Heinrich,B.,某些椭圆问题的网格细化和边附近窗口化,SIAM J.Numer。分析。,31, 3, 695-708 (1994) ·Zbl 0807.65122号
[3] 阿佩尔,T。;Nicaise,S.,带角和边的区域中椭圆问题的各向异性网格分级有限元方法,数学。方法应用。科学。,21, 6, 519-549 (1998) ·Zbl 0911.65107号
[4] 阿佩尔,T。;尼加斯。;Schöberl,J.,《边缘附近各向异性网格的有限元方法》,(有限元方法。有限元方法,Jyväskylä,2000)。有限元方法。有限元方法,Jyväskylä,2000,GAKUTO国际。序列号。数学。科学。申请。,第15卷(2001),《东京日报》,1-8·Zbl 0994.65119号
[5] 阿佩尔,T。;S.ändig,A.-M。;Whiteman,J.,非光滑区域椭圆边值问题有限元解的分级网格细化和误差估计,数学。方法应用。科学。,19, 1, 63-85 (1996) ·兹比尔083865109
[6] 阿佩尔,T。;Schöberl,J.,各向异性边缘细化的多重网格方法,SIAM J.Numer。分析。,1993-2006(2002),(电子版)·Zbl 1036.65106号
[7] 巴布什卡,I。;Aziz,A.K.,关于有限元法中的角度条件,SIAM J.Numer。分析。,13, 2, 214-226 (1976) ·Zbl 0324.65046号
[8] 巴布什卡,I。;凯洛格,R.B。;Pitkäranta,J.,有限元网格细化的直接和反向误差估计,数值。数学。,33, 4, 447-471 (1979) ·Zbl 0423.65057号
[9] 巴库塔,C。;李,H。;Nistor,V.,《三维多面体域有限元法的各向异性梯度网格和准最优收敛速度》,(欧洲应用科学与工程计算方法大会论文集)。《欧洲应用科学与工程计算方法大会论文集》,CCOMAS 2012-欧洲应用科学和工程计算方法会议,电子图书全文(2012),9003-9014
[10] 巴库,C。;Nistor,V。;Zikatanov,L.T.,提高多边形和带尖域上“高阶有限元”的收敛速度,Numer。数学。,100, 2, 165-184 (2005) ·Zbl 1116.65119号
[11] 巴库塔,C。;Nistor,V。;Zikatanov,L.T.,提高多面体上高阶有限元的收敛速度。二、。网格细化和插值,数值。功能。分析。最佳。,第28页,第7-8页,第775-824页(2007年)·Zbl 1122.65109号
[12] R.E.银行。;Scott,L.R.,《关于采用高度精细网格的有限元方程的条件处理》,SIAM J.Numer。分析。,26, 6, 1383-1394 (1989) ·Zbl 0688.65062号
[13] Bey,J.,四面体网格细化,计算,55,4,355-378(1995)·Zbl 0839.65135号
[14] 南卡罗来纳州布伦纳。;崔,J。;Sung,L.-Y.,梯度网格上对称内罚方法的多重网格方法,Numer。线性代数应用。,16481-501(2009年)·Zbl 1224.65288号
[15] 南卡罗来纳州布伦纳。;Scott,L.R.,《有限元方法的数学理论》,应用数学文本,第15卷(2002),Springer-Verlag:Springer-Verlag纽约·Zbl 1012.65115号
[16] Ciarlet,P.,椭圆问题的有限元方法,数学及其应用研究。,第4卷(1978年),《北荷兰:北荷兰阿姆斯特丹》·Zbl 0383.65058号
[17] Dauge,M.,角域上的椭圆边值问题,数学讲义,第1341卷(1988),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin·Zbl 0668.35001号
[18] A.Demlow,后验误差估计和自适应,讲义·Zbl 1116.65114号
[19] Demlow,A。;Stevenson,R.,控制L_2误差的自适应有限元方法的收敛性和拟优性,Numer。数学。,117, 2, 185-218 (2011) ·Zbl 1211.65146号
[20] Formaggia,L。;Perotto,S.,《新各向异性先验误差估计》,数值。数学。,89, 4, 641-667 (2001) ·Zbl 0990.65125号
[21] Formaggia,L。;Perotto,S.,椭圆问题的各向异性误差估计,数值。数学。,94, 1, 67-92 (2003) ·Zbl 1031.65123号
[22] Fritzsch,R.,Optimale Finite-Elemente-Approximationen füR Funktitonen mit Singularitäten(1990),论文(博士)-TU Dresden·Zbl 0713.65008号
[23] Georgoulis,E.H。;霍尔,E。;Houston,P.,各向异性精细网格上对流-扩散反应问题的间断Galerkin方法,SIAM J.Sci。计算。,30, 1, 246-271 (2007/2008) ·Zbl 1159.65092号
[24] Grisvard,P.,《非光滑域中的椭圆问题,数学专著和研究》,第24卷(1985年),皮特曼(高级出版计划):皮特曼(高等出版计划),马萨诸塞州波士顿·Zbl 0695.35060号
[25] Hunsicker,E。;李,H。;Nistor,V。;Uski,V.,《具有平方反比势的薛定谔算子的分析II:有限元法和周期情况下本征函数的近似》,数值。方法部分差异。Equ.、。,1130-1151年4月30日(2014年)·Zbl 1390.65145号
[26] Křízi ek,M.,关于线性四面体单元的最大角度条件,SIAM J.Numer。分析。,29, 2, 513-520 (1992) ·Zbl 0755.41003号
[27] Kufner,A.,加权Sobolev空间(1984),John Wiley&Sons·Zbl 0692.46026号
[28] Kunert,G.,各向异性网格上对流主导问题的后验误差估计,数学。方法应用。科学。,26, 7, 589-617 (2003) ·Zbl 1020.65078号
[29] Li,H.,一类退化椭圆方程的先验分析和有限元方法,数学。计算。,78, 713-737 (2009) ·Zbl 1198.35111号
[30] Li,H.,多面体域上的各向异性有限元方法:插值误差分析,数学。计算。,873121567-1600(2018)·Zbl 1447.65153号
[31] 李,H。;马祖卡托,A。;Nistor,V.,一般多边形域上传输/混合边值问题的有限元方法分析,Electron。事务处理。数字。分析。,37, 41-69 (2010) ·Zbl 1205.65317号
[32] 李,H。;Nicaise,S.,多面体域中Dirichlet问题各向异性网格的正则性和先验误差分析,Numer。数学。,139, 1, 47-92 (2018) ·Zbl 1406.65116号
[33] 李,H。;Nicaise,S.,多面体区域椭圆方程各向异性有限元方法的先验分析,计算。方法应用。数学。(2020)
[34] 李,H。;张琦,多边形域上的最优四边形有限元,科学学报。计算。,70, 1, 60-84 (2017) ·Zbl 1359.65259号
[35] Lubuma,J。;Nicaise,S.,多面体域中的Dirichlet问题。二、。FEM和BEM的近似,J.计算。申请。数学。,61, 1, 13-27 (1995) ·Zbl 0840.65110号
[36] 莫林,P。;诺切托,R。;Siebert,K.,自适应有限元方法的收敛性,SIAM版本…SIAM版本,SIAM J.Numer。分析。,38,2466-488(2000),(电子版);MR1770058(2001克:65157)·Zbl 0970.65113号
[37] Schötzau,D。;施瓦布,Ch。;Wihler,T.P.,《多面体中二阶椭圆问题的hp-dGFEM I:几何网格上的稳定性》,SIAM J.Numer。分析。,51610-1633年3月51日(2013年)·Zbl 1276.65084号
[38] Schötzau,D。;施瓦布,Ch。;Wihler,T.P.,《多面体中二阶椭圆问题的hp-DGFEM II:指数收敛》,SIAM J.Numer。分析。,51, 4, 2005-2035 (2013) ·Zbl 1457.65215号
[39] Schötzau博士。;施瓦布,Ch。;Wihler,T.P.,《多面体中二阶混合椭圆问题的hp-dGFEM》,数学。计算。,85, 299, 1051-1083 (2016) ·Zbl 1332.65173号
[40] 美国特罗滕贝格。;Oosterlee,C.W。;Schüller,A.,Multigrid(2001),学术出版社:加州圣地亚哥学术出版社,由A.Brandt、P.Oswald和K.Stüben撰稿·Zbl 0976.65106号
[41] (Xu,J.;Tang,T.,《自适应计算:理论与算法》(2007),科学出版社)
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