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时空有限元方法基础:多面体、插值和积分。 (英语) 兹比尔1475.65120

摘要:本文的主要目的是促进时空有限元方法在四维空间中的实现。为了在这种情况下开发有限元方法,有必要创建一个数值基础,或等效的数值基础设施。这个基础应该包括一组合适的元素(通常是超立方体、单纯形或密切相关的多面体)、数值插值程序(通常是正交多项式基)和数值积分程序(通常为求积规则)。众所周知,这些领域中的每一个都有待充分探索,在本文中,我们试图直接解决这个问题。我们首先开发一个具体的、顺序的程序来构建通用的四维元素(4-多面体)。然后,我们回顾了几种典型元素的关键数值性质:tesseract、四面体棱镜和五面体。在这里,我们提供了基于这些元素的正交多项式基的显式表达式。接下来,我们构造具有正权重的完全对称求积规则,这些规则能够精确地积分高次多项式,例如在tesseract上高达17度。最后,利用多项式和超越函数的一组典型数值实验成功地测试了求积规则。

MSC公司:

65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65M50型 涉及偏微分方程初值和初边值问题数值解的网格生成、细化和自适应方法
65D05型 数值插值
65天30分 数值积分
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