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基于Banach空间的耦合流传输问题的新混合最小有限元方法分析。 (英语) Zbl 1506.76065号

小结:本文介绍并分析了(mathbb{R}^n),(In{2,3})中一个强耦合流动与输运问题的一种新的有限元方法,其控制方程由与Stokes方程耦合的标量非线性对流扩散方程给出。该模型的变分公式是通过对Stokes系统应用合适的对偶方法和对输运方程应用通常的原始过程得到的。通过这种方式,与之前为该耦合问题和相关耦合问题开发的技术不同,现在不需要将增强程序纳入可解性分析,这构成了本方法的主要优势。由此产生的连续和离散格式,包括柯西流体应力、流体速度和浓度,作为唯一的未知数,然后等效地重新表述为不动点算子方程。因此,著名的Schauder、Banach和Brouwer定理,结合Babuška-Brezzi在Banach空间中的理论、单调算子理论、正则性假设和Sobolev嵌入定理,可以建立它们相应的适定性。特别是,应力的Raviart-Tomas阶近似(k\geq 0)、速度的间断分段多项式(leq k)和浓度的连续分段多项式(leq k+1)成为Galerkin格式的可行选择。接下来,使用合适的串型引理来导出最优的先验误差估计。最后,给出了几个数值结果,这些结果说明了混合最小方案的性能,并验证了理论收敛速度。

MSC公司:

76米10 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 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
76D07型 斯托克斯和相关(Oseen等)流量
76R05型 强迫对流
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