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表面对流扩散问题的稳定切割流线扩散有限元方法。 (英语) 兹比尔1441.76055

摘要:我们发展了一种稳定的切割有限元方法,用于求解嵌入在(mathbb{R}^d)中的曲面上的稳态对流扩散问题。切割有限元方法基于将曲面嵌入到由四面体组成的三维网格中,然后使用标准分段线性连续单元对曲面的分段线性近似的限制。该稳定由离散表面上的标准流线扩散稳定项和主动网格中全四面体单元上的所谓法向梯度稳定项组成。我们证明了与流线扩散方法相关的标准范数中的最优阶先验误差估计,以及由此得到的刚度矩阵的条件数的界。条件数对于特定方法参数的选择是最优阶的。还包括支持我们理论结果的数值例子。

MSC公司:

76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
65N30型 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
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
76卢比50 扩散

软件:

切割FEM
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参考文献:

[1] 布鲁克斯,A.N。;Hughes,T.J.R.,对流主导流的Streamline迎风/Petrov-Galerkin公式,特别强调不可压缩Navier-Stokes方程,计算。方法应用。机械。工程,32,1-3,199-259(1982)·Zbl 0497.76041号
[2] 约翰逊,C。;Nävert,美国。;Pitkäranta,J.,线性双曲问题的有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,45,1-3,285-312(1984)·Zbl 0526.76087号
[3] 伯曼,E。;Hansbo,P。;Larson,M.G.,曲面上偏微分方程的稳定切割有限元方法:Laplace-Beltrami算子,计算。方法应用。机械。工程,285188-207(2015)·Zbl 1425.65152号
[4] 伯曼,E。;Hansbo,P。;Larson,M.G。;Zahedi,S.,表面对流问题的稳定CutFEM,数值。数学。,141, 1, 103-139 (2019) ·Zbl 1407.65283号
[5] 伯曼,E。;Hansbo,P。;Larson,M.G。;Massing,A。;Zahedi,S.,表面偏微分方程的全梯度稳定切割有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,310278-296(2016)·Zbl 1439.65152号
[6] M.G.Larson,S.Zahedi,曲面上高阶切割有限元方法的稳定性。IMA J.数字。分析。,在印刷中,https://doi.org/10.1093/imanum/drz021。 ·Zbl 1466.65195号
[7] Olshanskii,医学硕士。;Reusken,A。;Grande,J.,曲面上椭圆方程的有限元方法,SIAM J.Numer。分析。,47, 5, 3339-3358 (2009) ·兹比尔1204.58019
[8] Olshanskii,医学硕士。;Reusken,A。;Xu,X.,表面平流扩散方程的稳定有限元方法,IMA J.Numer。分析。,34, 2, 732-758 (2014) ·Zbl 1293.65159号
[9] 伯曼,E。;Hansbo,P。;Larson,M.G。;Massing,A.,任意余维嵌入流形上偏微分方程的切割有限元方法,ESAIM Math。模型。数字。分析。,52, 6, 2247-2282 (2018) ·Zbl 1417.65199号
[10] 格兰德,J。;Lehrenfeld,C。;Reusken,A.,水平集曲面上偏微分方程的高阶跟踪有限元方法分析,SIAM J.Numer。分析。,56, 1, 228-255 (2018) ·Zbl 1383.65140号
[11] 伯曼,E。;Hansbo,P。;Larson,M.G。;Zahedi,S.,耦合块-表面问题的切割有限元方法,数值。数学。,133, 2, 203-231 (2016) ·Zbl 1341.65044号
[12] 毛重,S。;Olshanskii,医学硕士。;Reusken,A.,一类耦合舱壁-界面运输问题的跟踪有限元方法,ESAIM Math。模型。数字。分析。,49, 5, 1303-1330 (2015) ·Zbl 1329.76171号
[13] Reusken,A.,《表面偏微分方程痕量有限元方法分析》,IMA J.Numer。分析。,35, 4, 1568-1590 (2015) ·Zbl 1353.65124号
[14] Hansbo,P。;Larson,M.G。;Zahedi,S.,时间相关表面上对流扩散问题的特征切割有限元方法,计算。方法应用。机械。工程,293,431-461(2015)·Zbl 1423.76236号
[15] Olshanskii,医学硕士。;Reusken,A.,求解演化曲面上PDE的时空有限元方法的误差分析,SIAM J.Numer。分析。,52, 4, 2092-2120 (2014) ·Zbl 1307.65120号
[16] Olshanskii,医学硕士。;Reusken,A。;Xu,X.,演化表面扩散问题的欧拉时空有限元方法,SIAM J.Numer。分析。,52, 3, 1354-1377 (2014) ·Zbl 1320.76072号
[17] Dziuk,G.,任意曲面上Beltrami算子的有限元,(偏微分方程和变分法。偏微分方程与变分法,数学讲义,第1357卷(1988年),施普林格:施普林格-柏林),142-155·兹伯利0663.65114
[18] Dziuk,G。;Elliott,C.M.,表面PDE的有限元方法,Acta Numer。,22, 289-396 (2013) ·Zbl 1296.65156号
[19] Demlow,A.,曲面上椭圆问题的高阶有限元方法和逐点误差估计,SIAM J.Numer。分析。,47, 2, 805-827 (2009) ·Zbl 1195.65168号
[20] P.Hansbo,M.G.Larson,K.Larsson,曲面上向量Laplacian的有限元方法分析。IMA J.数字。分析。,出版中,https://doi.org/10.1093/imanum/drz018。 ·Zbl 1390.74180号
[21] Gilbarg,D。;Trudinger,N.S.,二阶椭圆偏微分方程,(数学经典(2001),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin),1998年版再版·Zbl 0691.35001号
[22] Hansbo,A。;Hansbo,P。;Larson,M.,基于Nitsche方法的复合网格有限元方法,ESAIM Math。模型。数字。分析。,37, 3, 495-514 (2003) ·Zbl 1031.65128号
[23] Ern,A。;Guermond,J.-L.,有限元近似中线性系统条件数的评估,ESAIM数学。模型。数字。分析。,40,1,29-48(2006年)·Zbl 1149.65306号
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