不可压缩对流Brinkman-Forchheimer方程的新两重网格数值方法研究

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:litang007
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
不可压缩对流Brinkman-Forchheimer(B-F)方程是非线性反应对流扩散的.近年来,尽管关于B-F方程的研究成果颇多,但针对该方程的有限元方法的研究还较少.用标准的有限元方法求解该方程,必须求解一个庞大的非线性系统,对于现有的计算资源构成了很大的挑战,因此需要构造并研究具有长时间稳定和高效、低耗的算法.两重网格方法是一种求解非线性偏微分方程的高效方法,使用该方法能够节省大量计算时间.变分多尺度方法是将标准有限元空间看为可解析尺度空间,把其投影到一个适当的空间作为它的大尺度空间.综合以上方法,构造出求解B-F方程的高效、低耗的新算法.具体安排如下:第一部分,利用带Backtracking技巧的两重网格法来求解B-F方程.此方法的基本思想:首先在粗网格上求解一个非线性系统,然后在细网格上分别用了两种不同的方法求解一个线性问题,最后又回到粗网格上解决线性校正问题.同时,进行了误差估计,然后进行数值实验,验证了理论分析的正确性,我们的算法能得到最优收敛阶,算法的有效性及稳定性.第二部分,将用两重网格变分多尺度方法求解B-F方程.首先,给出相应的数值格式.然后,分析算法的收敛性.最后,利用数值实验验证理论分析的正确性、算法的稳定性及有效性.
其他文献
随着导子和同构理论的丰富和发展,局部Lie导子、2-局部Lie导子、局部同构和2-局部同构的讨论受到研究者的广泛关注.本文首先刻画了矩阵代数Mn(C)和上三角矩阵代数Tn(C)上的2-局部Lie导子;其次刻画了有单位元的代数A上的2-局部Lie导子;最后刻画无I1或I2型直和项的AW*-代数上的2-局部自同构.本文结构如下:第2章刻画矩阵代数Mn(C)和上三角矩阵代数Tn(C)上的2-局部Lie导
孤子理论是非线性科学的重要分支.其主要研究对象是非线性偏微分方程,研究方向是寻求偏微分方程的精确解.目前,孤子研究方法主要有行波法、达布变换、贝克隆变换、双线性导数法、Painleve分析等等.孤子理论中的孤子,指的是经过色散效应和非线性效应相互作用后平衡产生的一类波形和波速不发生改变的非线性波.由于这种碰撞特性,使得孤子的能量几乎无损,或损耗较慢,达到理想化的效果.而非局域特性是基于PT-对称而
本文研究了一类神经传播型方程,这类方程的古典解很难求出或者根本得不到,在这种情况下需要通过分析方程本身的结构和特征来研究方程解的各种性质,证明了在初值条件以及齐次边界条件下一类神经传播型方程整体解的存在唯一性,以及方程存在整体解的条件下,生成的算子半群整体吸引子的存在性.全文结构如下:第一章、简要叙述了近现代国内外神经传播方程的发展过程及研究现状,并在此基础上给出本文的主要工作和研究成果.第二章、
本文利用变分方法证明了非线性临界Kirchhoff型问题的正基态解的存在性以及外区域上的带分数Laplace算子的非局部问题的正基态解和束缚态解的存在性.主要研究内容如下:第一部分研究如下Kirchhoff型问题#12正基态解的存在性,其中a>0,b>0,4
近二十年来,希尔伯特空间密度算子上的保持问题一直受到研究者们的关注.在本文中,我们给出在可分无限维希尔伯特空间密度算子上保广义熵映射的刻画,以及利用量子效应序列积获得了其交换性的充分必要条件.主要结论具体如下:(1)令H是可分无限维Hilbert空间,S(H)是在H上密度算子的集合,即在H上正的且迹为一的有界线性算子.广义熵F的定义如下#12其中f是定义在区间[0,1]上的严格凸函数,λ(ρ)=(
本文采用变分方法主要研究了非线性Schr(?)dinger-Bopp-Podolsky系统和分数阶Schr(?)dinger-Poisson系统束缚态解的存在性.本文分为四章:在第一章中,我们概述了所研究的系统的研究背景,研究现状以及本文主要研究成果.在第二章中,我们研究非线性Schr(?)dinger-Bopp-Podolsky系统(?)其中p∈(3,5),V(x),K(x)和Q(x)是正函数且
图谱理论是图论研究的一个非常活跃而又重要的研究领域,它在量子化学、计算机科学、通信网络等学科都有着广泛的应用.图论首先研究的是图的结构问题,为此人们引入了各类矩阵,如邻接矩阵、关联矩阵、拉普拉斯矩阵等,如何用矩阵的代数性质反映图的结构性质成为图谱理论研究的一个重要课题,其中矩阵的代数性质主要是指其特征值和特征向量.本文主要研究了图的邻接矩阵的特征值,利用代数方法建立它们与图的结构的一些联系.本文的