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四阶椭圆奇异摄动问题的Morley-Wang-Xu元方法。 (英语) Zbl 1476.65302号

摘要:针对四阶椭圆奇异摄动问题,提出了一种带简单修改右侧的Morley-Wang-Xu(MWX)元方法,其中离散双线性形式是标准的非协调有限元方法。对该MWX单元法进行了尖锐误差分析。并将Nitsche技术应用于MXW单元法,以获得边界层情况下的最佳收敛速度。MWX单元法的一个重要特点是便于求解。基于二维离散Stokes复形,MWX元方法解耦为泊松方程的一种Lagrange元方法、泊松方程中的两种Morley元方法和Brinkman问题中的一种非协调(P_1-P_0)元方法,这意味着MWX单元方法具有高效且鲁棒的解算器。通过数值算例验证了理论结果。

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
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65F08个 迭代方法的前置条件
65层10 线性系统的迭代数值方法
35B25型 偏微分方程背景下的奇异摄动
35J30型 高阶椭圆方程
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
第76天07 斯托克斯和相关(Oseen等)流量
76秒05 多孔介质中的流动;过滤;渗流
76M10个 有限元方法在流体力学问题中的应用
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参考文献:

[1] Argyris,J。;油炸,I。;Scharpf,D.,矩阵位移法的TUBA板单元系列,航空航天。J.R.航空公司。Soc.,第72卷,第701-709页(1968年)
[2] 阿诺德(Arnold),DN,一种具有不连续单元的内部惩罚有限元法,SIAM J.Numer。分析。,1974年4月19日至760年(1982年)·Zbl 0482.65060号
[3] 南卡罗来纳州布伦纳;Neilan,M.,四阶椭圆奇异摄动问题的A(C^0)内罚方法,SIAM J.Numer。分析。,49, 2, 869-892 (2011) ·Zbl 1225.65108号
[4] 南卡罗来纳州布伦纳;Scott,LR,《有限元方法的数学理论》(2008),纽约:Springer,纽约·Zbl 1135.65042号
[5] 南卡罗来纳州布伦纳;Sung,L-Y,多边形域上四阶椭圆边值问题的(C^0)内罚方法,J.Sci。计算。,22, 23, 83-118 (2005) ·Zbl 1071.65151号
[6] 伯曼,E。;Ern,A.,《平流和平流扩散方程的连续内罚有限元法》,数学。计算。,76, 259, 1119-1140 (2007) ·Zbl 1118.65118号
[7] Cahouet,J。;Chabard,J-P,广义Stokes问题的一些快速三维有限元解算器,国际。J.数字。液体方法,8,8,869-895(1988)·Zbl 0665.76038号
[8] 陈,H。;Chen,S.,三维四阶椭圆奇异摄动问题的一致收敛非协调元,J.Compute。数学。,第32、6、687-695页(2014年)·Zbl 1324.65140号
[9] 陈,H。;陈,S。;乔,Z.,(C^0)-三维四阶椭圆问题的非协调四面体和长方体元,Numer。数学。,124, 1, 99-119 (2013) ·Zbl 1276.65078号
[10] 陈,H。;陈,S。;Xiao,L.,四阶椭圆奇异摄动问题的一致收敛(C^0)-非协调三角棱镜元,Numer。方法部分差异。Equ.、。,30, 6, 1785-1796 (2014) ·Zbl 1317.65234号
[11] 陈,L。;胡,J。;黄,X.,混合形式线性弹性的快速辅助空间预条件,数学。计算。,87, 312, 1601-1633 (2018) ·Zbl 1447.65174号
[12] 陈,L。;黄,X.,基于广义亥姆霍兹分解的混合方法解耦,SIAM J.Numer。分析。,56, 5, 2796-2825 (2018) ·Zbl 1402.58016号
[13] 陈,L。;黄,X.,(mathbb{R}^n)中二阶偏微分方程的非协调虚元法,Math。计算。,893241711-1744(2020)·Zbl 1436.65175号
[14] 陈,S。;刘,M。;Qiao,Z.,四阶椭圆奇异摄动问题的各向异性非协调元,国际数字杂志。分析。型号。,7, 4, 766-784 (2010) ·Zbl 1202.65153号
[15] 陈,S-C;Zhao,Y-C;Shi,D-Y,椭圆四阶奇异摄动问题的非(C^0)非协调元,J。计算。数学。,23, 2, 185-198 (2005) ·Zbl 1069.65125号
[16] Ciarlet,PG,《椭圆问题的有限元方法》(1978年),阿姆斯特丹:North-Holland Publishing Co.,Amsterdam·Zbl 0383.65058号
[17] Epshteyn,Y。;Rivière,B.,对称内罚Galerkin方法的罚参数估计,J.Compute。申请。数学。,206, 2, 843-872 (2007) ·Zbl 1141.65078号
[18] 福克,RS;Morley,ME,弹性问题有限元方法的等效性,SIAM J.Numer。分析。,27, 6, 1486-1505 (1990) ·Zbl 0722.73068号
[19] Franz,S。;Roos,H-G;Wachtel,A.,层适配网格上奇摄动四阶椭圆问题的(C^0)内点惩罚方法,Numer。方法部分差异。Equ.、。,30, 3, 838-861 (2014) ·兹比尔1293.65151
[20] Gallistl,D.,广义Stokes系统对多谐算子的稳定分裂,数学。计算。,86, 308, 2555-2577 (2017) ·Zbl 1369.31012号
[21] 乔治·路易斯安那州;Houston,P.,双调和问题的间断Galerkin方法,IMA J.Numer。分析。,29, 3, 573-594 (2009) ·Zbl 1176.65134号
[22] Grisvard,P.,《非光滑域中的椭圆问题》(1985),波士顿:皮特曼(高级出版计划),波士顿·Zbl 0695.35060号
[23] 古斯塔夫森,T。;McBain,GD,scikit-fem:有限元组装的Python包,J.开源软件。,5, 52, 2369 (2020)
[24] Guzmán,J.,Leykekhman,D.,Neilan,M.:非协调元素族和奇摄动四阶问题的Nitsche方法分析。Calcolo 49(2),95-125(2012)·Zbl 1253.65150号
[25] 黄,J。;黄,X。;Han,W.,基尔霍夫板的一种新的(C^0)间断Galerkin方法,计算。方法应用。机械。工程师,199,23-241446-1454(2010)·Zbl 1231.74416号
[26] Huang,X.:四阶椭圆方程的新有限元方法和有效算法。上海交通大学博士论文(2010)
[27] 马尔达尔,K-A;Winther,R.,含时Stokes问题的一致预条件,数值。数学。,98, 2, 305-327 (2004) ·Zbl 1058.65101号
[28] Morley,LSD,《板弯曲问题求解中的三角平衡元》,航空航天。Q.,19,149-169(1968)
[29] 莫佐列夫斯基,I。;Bösing,PR,四阶椭圆问题对称内禀间断Galerkin有限元逼近中稳定参数的Sharp表达式,计算。方法应用。数学。,7, 4, 365-375 (2007) ·Zbl 1136.65098号
[30] 蒂克斯·尼尔森;泰语,X-C;Winther,R.,一个稳健的非协调(H^2)元,数学。计算。,70, 234, 489-505 (2001) ·Zbl 0965.65127号
[31] Olshanskii,马萨诸塞州;彼得斯,J。;Reusken,A.,参数相关鞍点问题的一致预条件及其在广义Stokes界面方程中的应用,Numer。数学。,105, 1, 159-191 (2006) ·Zbl 1120.65059号
[32] 斯科特,LR;Zhang,S.,满足边界条件的非光滑函数的有限元插值,数学。计算。,54, 190, 483-493 (1990) ·Zbl 0696.65007号
[33] Semper,B.,四阶奇异摄动问题的一致有限元近似,SIAM J.Numer。分析。,29, 4, 1043-1058 (1992) ·Zbl 0755.65106号
[34] 泰语,X-C;Winther,R.,《增强平滑度的离散德拉姆复合体》,卡尔科洛,43,4,287-306(2006)·Zbl 1168.76311号
[35] Wang,L。;Wu,Y。;Xie,X.,四阶椭圆奇异摄动问题的一致稳定矩形元,数值。方法部分差异。Equ.、。,29, 3, 721-737 (2013) ·Zbl 1307.65170号
[36] Wang,M.,关于非协调有限元收敛的补丁测试的必要性和充分性,SIAM J.Numer。分析。,39, 2, 363-384 (2001) ·Zbl 1069.65116号
[37] 王,M。;Meng,X.,三维椭圆奇异摄动问题的鲁棒有限元方法,J.Comput。数学。,25, 6, 631-644 (2007) ·兹比尔1150.65030
[38] 王,M。;Shi,Z-C;Xu,J.,一类新的任意维Zienkiewicz型非协调元,Numer。数学。,106, 2, 335-347 (2007) ·Zbl 1118.65124号
[39] 王,M。;Shi,Z-C;Xu,J.,四阶椭圆方程的某些矩形非协调元,J.计算。数学。,25, 4, 408-420 (2007) ·Zbl 1142.65451号
[40] 王,M。;Xu,J.,任意维四阶椭圆方程的Morley元,数值。数学。,103, 1, 155-169 (2006) ·Zbl 1092.65103号
[41] 王,M。;Xu,J.,(R^n)中二阶偏微分方程的最小有限元空间,数学。计算。,82, 281, 25-43 (2013) ·Zbl 1264.65199号
[42] 王,M。;徐,J-C;Hu,Y-C,四阶椭圆奇异摄动问题的修正Morley元方法,J.Compute。数学。,24, 2, 113-120 (2006) ·Zbl 1102.65118号
[43] Wang,W。;黄,X。;Tang,K。;Zhou,R.,Morley-Wang-Xu四阶椭圆奇异摄动问题的带罚元方法,高级计算。数学。,441041-1061(2018)·Zbl 1397.65296号
[44] 沃伯顿,T。;Hesthaven,JS,关于(hp)-有限元迹逆不等式中的常数,计算。方法应用。机械。工程,192,25,2765-2773(2003)·Zbl 1038.65116号
[45] 谢鹏。;石,D。;Li,H.,奇异摄动问题的一种新的鲁棒(C^0)型非协调三角元,应用。数学。计算。,217, 8, 3832-3843 (2010) ·Zbl 1222.65128号
[46] Xu,J.,非结构化网格的辅助空间方法和最优多重网格预处理技术,计算,56,3,215-235(1996)·Zbl 0857.65129号
[47] Zhang,S.,四面体网格上的三维连续可微有限元族,应用。数字。数学。,59, 1, 219-233 (2009) ·Zbl 1205.76164号
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