直接间断有限元方法求解奇异摄动问题

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用间断有限元(DG)方法求解各种方程是近年来的热门研究课题,在科学研究和工程技术等方面有广泛运用。与传统DG方法相比,本文所介绍的直接间断有限元(DDG)方法最显著的特点是:它在不引入中间变量和增添边界稳定项的条件下,通过直接对弱形式中的一阶导数项取数值通量,依然能够较好地求解原问题,并且推导过程更为简单,数值计算量也大为减少。 本文介绍了一种既包含解的跳跃又包含解的导数的平均的取法,而与对流项相应的数值通量,文中一律按照迎风机制选取。利用DDG方法分别在一致网格和局部加密网格(如Shish—kin网格和改进的等级网格)下求解奇异摄动问题,并进行了大量数值实验,结果表明:当多项式的阶数p为奇数时,得到p+1阶收敛阶;当p为偶数时,得到p阶收敛阶,但可通过改进数值通量提高到p+1阶.另外,对于局部加密网格,该方法具有一致收敛性。
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