Darcy-Stokes方程的一种非协调有限元新方法

Darcy-Stokes方程的统一有限元方法是研究Darcy-Stokes耦合问题的基础.尽管该方法采用等阶或低阶有限元逼近在工程计算上有较大的实际应用价值,但这类有限元组合不满足inf-sup条件,因而会造成数值求解的困难.而非协调有限元更容易满足离散的inf-sup条件,因而在计算耦合问题时比协调有限元更具吸引力.本文对Darcy-Stokes方程提出了一种等阶线性非协调稳定化有限元方法,证明了该格式是稳定的,并得到了最优误差估计.     

Darcy-Stokes 耦合流动问题的非协调稳定化方法

作者将 Corra 针对耦合的 DarcyStokes 方程而建立的一致协调的混合有限元格式推广运用到非协调CR有限元逼近,从而建立了一种稳定化非协调的离散格式,并证明了离散问题解的存在唯一性,给出了误差估计.     

Stokes问题的一个非协调有限元逼近

用有限元方法分析Stokes问题难点在于单元必须满足离散的Babuaka-Brezzi条件,在文中构造了一个非协调矩形有限元,证明该元对Stokes问题满足离散B-B条件,并且对速度和压力具有二阶收敛性.     

求解弹性振动方程的稳健C~0P_1-P_3时空有限元方法

本文旨在构建一类稳健的C~0P_1-P_3时空有限元方法求解弹性振动方程.该方法在时间方向上采用C~0P_1 DG方法离散,在空间上采用P_3-非协调有限元方法离散,进而得到相应的全离散格式.数值试验结果验证了该方法的稳健性.     

基于元／网格动量传递的离散元与有限元耦合的时空多尺度算法

建立了时间多尺度与空间多尺度兼顾的离散元与有限元耦合的时空多尺度计算模型,并推导了基于元/网格动量传递的力学和动力学参变量的过渡算法,实现了离散元与有限元耦合过渡区内参变量信息的合理交换,从理论上解决了时空多尺度计算中离散元区域与有限元区域之间物理和力学特征的光滑过渡问题.通过弹性应力波在细长杆中传播的算例,验证了该时空多尺度数值计算方法具有较高的准确性和计算效率.     

Darcy-Stokes方程的P1非协调元统一稳定化方法

作者研究了Darcy-Stokes问题在四边形网格上的P1Q0统一非协调稳定化有限元逼近方法,证明了该方法的一致稳定性和离散问题解的存在唯一性,得到了误差估计,并在最后给出数值算例验证了理论结果.     

3维Stokes问题的一种非协调-协调有限元法

本文提出了3维Stokes问题的一种非协调-协调有限元方法.在平行六面体网格下,本文使用速度-压力模型,速度的前两个分量使用非协调旋转Q_1元离散,第三个分量使用协调线性元离散,压力用分片常数.本文证明该有限元是稳定的,满足离散inf-sup条件且速度u的H~1半范和压力p的L~2范具有最优一阶收敛.数值试验验证了理论结果.     

A nonconforming lumped mass finite element method for a parabolic equation

针对一类线性抛物型方程提出了一个新的非协调质量集中有限元方法.讨论了抛物型问题的非协调质量集中有限元方法的Crank-Nicolson全离散格式,在不需要传统的椭圆投影的情形下,得到了方程真解与其离散解之间的最优L2模误差估计.     

一类Poisson-Nernst-Planck方程的两网格有限元离散方法

应用两网格有限元方法离散求解一类Poisson-Nernst-Planck(PNP)方程. 通过两网格离散, 将耦合PNP系统解耦成较小规模的线性对称系统, 可有效降低计算复杂度. 理论结果表明, 线性对称化的两网格算法具有与传统有限元方法相同的误差阶; 数值结果表明, 相比于传统有限元方法, 该方法计算效率更高.     

非线性抛物型方程的非协调质量集中有限元分析

文章针对一类非线性抛物型方程提出了一个新的非协调质量集中有限元方法.首先讨论了非线性抛物问题的非协调质量集中有限元方法的半离散格式,得到了真解与离散解之间的最优L2误差估计,而后利用单元自身的性质和一些特殊的分析技巧得到了能量模意义下离散解与真解插值间的超逼近结果.     

一类发展方程的质量集中非协调元逼近

利用有限元方法讨论了一类发展方程—Navier-Stokes方程的质量集中非协调元逼近.在区域剖分不要求满足通常的正则性假设或拟一致假设下,通过Crouzeix-Raviart型非协调元及Navier-Stokes投影,得到了相应的最优误差估计.     

半线性Sobolev方程的低阶非协调有限元分析

讨论了Crouzeix-Raviart型非协调三角形元对一类半线性Sobolev方程的逼近.利用该单元的特殊性质,导出了最优误差估计,扩展了其非协调元的应用范围.     

抛物问题的一类质量集中非协调元逼近

讨论抛物问题的一类质量集中非协调有限元方法.区域剖分不要求满足通常的正则性条件,通过CrouzeixRaviart型非协调元及Riesz投影,得到相应的误差估计,从而扩展有限元的工程应用范围.     

一个应力边界条件下平面弹性问题的Locking-Free有限元方法

用非协调有限元方法解决应力边界条件下平面弹性问题的Locking现象,构造了一个新的四边形单元克服Locking现象,给出了新的非协调有限元格式,证明了此格式的收敛性,并给出了最优的误差估计.     

关于Steklov特征值问题非协调元逼近的一个注记

探索了凹角域上Steklov特征值问题的非协调元逼近.数值实验结果表明用非协调Crouzeix-Raviart元、Q1rot元、EQ1rot元求得的近似特征值具有三角线性协调元的精度阶,而且可能下逼近于准确特征值。     

Accurate Parallel Algorithm for Adini Nonconforming Finite Element

Multi-parameter asymptotic expansions are interesting since they justify the use of multi-parameter extrapolation which can be implemented in parallel and are well studied in many papers for the conforming finite element methods. For the nonconforming finite element methods, however, the work of the multi-parameter asymptotic expansions and extrapolation have seldom been found in the literature. This paper considers the solution of the biharmonic equation using Adini nonconforming finite elements and reports new results for the multi-parameter asymptotic expansions and extrapolation. The Adini nonconforming finite element solution of the biharmonic equation is shown to have a multi-parameter asymptotic error expansion and extrapolation. This expansion and a multi-parameter extrapolation technique were used to develop an accurate approximation parallel algorithm for the biharmonic equation. Finally, numerical results have verified the extrapolation theory.     

二维Burgers方程的非协调有限元方法

本文讨论二维Burgers方程的一类非协调有限元近似,从理论上证明了此类方法具有最佳阶的收敛速度,并通过数值例子表明方法的有效性。     

Navier-Stokes方程的一类矩形元逼近方法

讨论了Navier-Stokes方程的一类矩形非协调元方法.在区域剖分不要求满足通常的正则性条件下,通过相应矩形元及Navier-Stokes投影,得到了与传统有限元相同的最优误差估计,从而扩展了有限元的工程应用范围.