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四边形和六面体有限元的泰勒截断数值积分。 (英语) 兹比尔1128.65100

与传统的三角形和四面体有限元不同,在四边形和六面体有限元的情况下,必须计算有理函数积分而不是多项式。但是,对于保证保持四边形和六面体有限元的最佳阶逼近的求积规则,没有一般的数学证明。
作者成功地克服了一般四边形和六面体嵌套求精的困难。这些单元格通过映射被视为参考立方体的图像([-1,1]^n),(n=2,3)[参见。S.Zhang先生,数字。数学。98559–579(2004年;Zbl 1065.65135号)]. 定义了非平行度的度量,结果表明,改进的网格单元快速收敛到平行四边形和平行六面体。
根据这一观察,高阶四边形和六面体单元的有理函数被其泰勒展开式所取代,其截断取决于有限元的阶数,证明了所得到的多项式在参考立方体上相应积分的高斯求积规则保持了有限元的最优阶逼近。
利用二维和三维泊松方程和Dirichlet边界条件对理论结果进行了验证和讨论。虽然并不是说所提出的方法比其他算法更有效,但可以确保所述数值方法的精度。

MSC公司:

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
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程

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