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混合和协调有限元离散化的耦合。 (英语) Zbl 0910.65091号

Mandel,Jan(编辑)等人,领域分解方法10。第十届国际会议,美国科罗拉多州博尔德,1997年8月10日至14日。普罗维登斯,RI:AMS,美国数学学会。康斯坦普。数学。218, 547-554 (1998).
介绍并分析了一种特殊的砂浆有限元方法。我们将自己限制在两个不相交子域的情况下,在一个子域中使用Raviart-Tomas有限元,在另一个子域使用协调有限元。由于Dirichlet和Neumann边界条件的不同作用,可以提出不带拉格朗日乘子的变分公式。可以看出,在界面处不需要离散有限元空间的匹配条件。利用静态凝聚,得到了界面处满足Dirichlet边界条件的协调有限元和富集非协调Crouzeix-Raviart元的耦合。然后将Dirichlet问题推广到整个非协调ansatz空间上的变分问题。
在这一步中,一个分段常数拉格朗日乘数开始发挥作用。通过消除局部立方气泡函数,可以表明这相当于一致元和Crouzeix-Raviart有限元之间的标准砂浆耦合。这里,拉格朗日乘数位于Crouzeix-Raviart元素的一侧。与标准迫击炮P1/P1耦合不同,拉格朗日乘数的离散安萨兹空间由分段常数函数组成,而不是由连续分段线性函数组成。我们注意到分段常数拉格朗日乘子表示界面处Neumann边界条件的近似值。
最后,我们给出了一些数值结果,并简述了算法的思想。出现的鞍点问题将通过带有变换平滑器的多重网格技术来解决。
关于整个系列,请参见[Zbl 0895.00045号].

MSC公司:

65号55 多重网格方法;含偏微分方程边值问题的区域分解
35J25型 二阶椭圆方程的边值问题
65层10 线性系统的迭代数值方法
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
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