抛物型方程有限体积元方法的两类算法

来源 :烟台大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:apenggejiayou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有限体积元法,在国内又被称为广义差分法,自1982年被李荣华教授提出以来,由于其计算量减少,程序易于实现,而且能够保持物理量的局部守恒性,故其在计算流体力学、固体力学及等领域有着广泛的应用.  本文主要作了以下的工作:  (1)以下的一维非线性抛物方程的有限体积元及两重网格算法  此处公式省略!  关于非线性抛物方程建立有限体积元格式,在分析其有限体积元解的存在性时,借助于Brouwer不动点定理,引入算子Jh.如果算子Jh有不动点υ?,那么Unh=υ?即为有限体积元格式的解.而根据Brouwer不动点定理,需证明算子Jh有界.这可以根据所假设的系数及右端项满足lipschitz条件以及P.Chatzipantelidis等人在[21,22,23]中所证明的有限体积元格式(FVEM)与有限元格式(FEM)之间的区别,并加以简单估计即可得到算子的有界性.两重网格是关于非线性方程的一种离散技巧,它有两重不同的网格.其主要思想为在粗网格上得到一个对于真解的大致逼近,然后用这个大致的逼近作为细网格上的初始假设.这种方法包含两步:第一步在粗网格上求解非线性方程;第二步在细网格上将非线性方程转化为线性方程进行求解.  在证明有限体积元的收敛性时,可以参考有限元方法的证明,如V. Thom′ee在其书[37]《Galerkin Finite Element Methods for Parabolic Problems》所述,构造椭圆算子Rh,令wnh=Rhun,将误差分成两部分,其中一部分由椭圆算子的性质可以得到其估计,只有另一部分还需估计.而两重网格的收敛性估计可以参考陈传军所作的论文[5,6]中所证,将右端项在粗网格解处Taylor展开.借助于上述有限体积元的分析结果即可得到两重网格的结果.  在做数值算例时,对比了V.Thom′ee,P.Chatzipantelidis以及在求解非线性方程组中广泛应用的Broyden拟Newton迭代法,发现V. Thom′ee提出的方法更适用于求解此类非线性抛物方程.在得到两重网格的数值结果后,发现其工作时间更短,从而更加有效.在本文中我们证明了有限体积元解L2-模和H1-模的最优阶估计,以及两重网格H1-模的最优阶收敛性.该收敛性表明粗网格的尺寸可以比细网格的粗得很.但是当网格的尺寸满足h=O(H2)时,我们可以得到最优的渐近逼近解.给出数值算例验证了理论结果.  (2)在本文中,我们也研究了抛物方程有限体积元的残量型后验误差估计,  此处公式省略!  对空间?做正则三角形剖分Th[33],初始剖分Th的重心型对偶剖分Th?.试探函数空间Uh取为相应于三角剖分Th的分片线性空间.检验函数空间Vh取为相应于对偶剖分Th?的分片常数空间.在此基础上构造了上述抛物方程的全离散向后Euler有限体积元格式.  建立了残量型后验误差估计子ηn:  此处公式省略!  并证明了其依赖性、有效性的上下界.在证明其上界时,参考陈志明等人的文章[48]的做法,通过运用Scott-Zhang插值函数的性质以及迹定理可得其后验误差估计中上界的证明.在证明其下界的过程中,借助于bubble-函数的性质,参考毕春加的论文[3],利用三角不等式,可得其下界.在数值算例中,可以发现所构造的误差估计子可以用来预测真实误差的大小.在实际计算中,残量型后验误差估计子可被用来评估有限体积元方法的精度.
其他文献
众所周知,李代数的交叉模的等价类集与李代数三阶上同调群之间存在一一对应关系,本文详细讨论了交叉模的等价类之间的运算,进而刻划了相应的李代数的三阶上同调群;计算了一些重要
本文考虑了几类具有间断系数的拟线性椭圆型方程(及方程组)的弱解梯度在Morrey空间正则性和Holder空间中的连续性问题。研究了几类拟线性椭圆型方程(组)的弱解在其系数算子A(
党的十六届四中全会的主题是研究党的执政能力建设问题,审议通过了《中共中央关于加强党的执政能力建设的决定》。这个《决定》有两大显著的成果:一是从认识和把握执政规律的
本文对虚拟仿真实验教学进行了分析,探究了经济管理虚拟仿真实验教学平台建设的必要性,并从构建经济管理专业集群虚拟仿真实验平台,构建经济管理跨专业综合实践实训平台,构建
本文通过多尺度法和Chebyshev正交多项式逼近,分别将一类非线性经济周期系统和具有随机项的非线性经济周期系统进行转化,运用常微分方程稳定性理论及分岔理论,对系统进行动力学
各省、自治区、直辖市党委,各大军区党委,中央各部委,国家机关各部委党组(党委),军委各总部、各军兵种党委,各人民团体党组:现将《中国共产党党员权利保障条例》(以下简称《党
课程考核是对学生理论知识与实践能力的综合评价,是教学过程的重要环节.当前独立学院金融学专业课程考核体系现状如何、湖北经济学院法商学院“银行定制班”有哪些实践创新,
本文研究具有超二次势能的二阶Hamilton系统周期解的存在性问题。在线性项非零的假设下,运用临界点理论中一般的山路引理证明此系统至少存在一个非平凡的周期解。同时,运用喷泉
循环码是一类非常重要的线性分组码,它建立在严格的代数理论基础上。由于它编译码迅速,具有较强的纠错和检错能力,而在实践中具有重要作用。Prange(1957)和Berkelamp(1968)分别
课堂教学的有效性,是指通过课堂教学使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面的协调发展。如何提高小学数学课堂教学的有效性,让数学课堂充满活力,是每一