一维非线性对流扩散方程特征有限元的两重网格算法

针对一维非线性对流扩散方程，构造了特征有限元两重网格算法。该算法只需要在粗网格上进行非线性迭代运算，而在所需要求解的细网格上进行一次线性运算即可。对于非线性对流占优扩散方程，不仅可以消除因对流占优项引起的数值振荡现象，更重要的是可以加快收敛速度、提高计算效率。误差估计表明，只要选取粗网格步长与细网格步长的平方根同阶，就可以使两重网格解与有限元解保持同样的计算精度。     

对流扩散方程的特征有限体积两重网格算法与误差估计

对于非线性对流扩散方程,构造了特征有限体积算法格式,再用两重网格算法计算非线性系统,先通过非线性迭代求出粗网格ΔH上的解uH,再利用粗网格上的解uH将问题线性化并求出细网格Δh上的近似解h(Hh)。理论分析及数值例子的计算结果均表明,在收敛阶保持不变的情况下,此算法既可消除非线性对流占优扩散问题数值震荡现象,又可简化计算,提高计算效率。     

网格Peclet数和网格尺寸对流—扩散方程差分格式精度的影响

用泰勒级数展开法对流－扩散方程中的扩散项进行了理论分析,从而证明对于给定的差分格式,不仅网格Ｐｅｃｌｅｔ数不能任意选取,而且网格尺寸也不能随着设定,用四种格式对一维有源对流－扩散方程进行了计算,结果表明网格尺寸对差分格式精度的影响比网格Ｐｅｃｌｅｔ数更明显,为了得到真实可靠的结果,所用差分格式的阶数愈高,相应的网格尺寸就必须愈小,二阶以上的高精度迎风差分格式与二阶迎风格式相比,并无明显的优势,建议     

一维对流扩散方程组的特征经济差分格式

对一类带Dirichlet型边值的一维对流扩散方程组建立了特征差分格式．对流项采用特征法处理，扩散项则采用一种经济格式．在处理邻近边界的网格点时将特征线截断．分析了格式的h^1收敛性，进而得到最大模误差估计．     

一种求解反应对流扩散方程的稳定化谱元方法

针对谱元方法求解二维非稳态反应对流扩散方程中出现的稳定性问题,提出了一种稳定的高精度数值方法。该方法在空间上将Chebyshev谱元方法和一致逼近迎风方法相结合,时间上采用分步θ-格式。通过解析解算例验证了该方法的精度及数值稳定性,并对含有不同类型边界层的反应对流扩散问题进行了求解。研究表明:一致逼近迎风项的增加扩大了谱元方法求解反应对流扩散方程的稳定域,在对流项及反应项占优时保持了数值解的高精度;对于含有边界层的复杂反应对流扩散问题,数值解在整个计算区域内获得了一致收敛的结果。研究工作对谱元方法在反应对流扩散问题高精度数值求解中的应用提供参考。     

网格Peclet数和网格尺寸对对流扩散方程差分格式精度的影响

用泰勒级数展开法对对流扩散方程中的扩散项进行了理论分析,从而证明对于给定的差分格式,不仅网格Ｐｅｃｌｅｔ数不能任意选取,而且网格尺寸也不能随意设定。用四种格式对一维有源对流扩散方程进行了计算,结果表明网格尺寸对差分格式精度的影响比网格Ｐｅｃｌｅｔ数更明显。为了得到真实可靠的结果,所用差分格式的阶数愈高,相应的网格尺寸就必须愈小。二阶以上的高精度迎风差分格式与二阶迎风格式相比,并无明显的优势,建议一般不必要采用二阶以上的高精度差分格式。     

非线性Burgers方程Chebyshev谱方法的MATLAB实现

非线性Burgers方程是计算流体力学领域的一个热点问题,它含有非线性对流项和扩散项.给出了用Che-byshev谱方法求解该方程的MATLAB源程序以及相应的数值实验结果.     

Nonlinear Burgers equation Chebyshev spectral methods Matlab program

非线性Burgers方程是计算流体力学领域的一个热点问题,它含有非线性对流项和扩散项.给出了用Che-byshev谱方法求解该方程的MATLAB源程序以及相应的数值实验结果.     

偏微分方程高效高精度数值方法研究

针对偏微分方程类型的最优控制问题、多孔介质渗流驱动问题、地下水流的非线性反应扩散方程、对流占有的对流扩散方程、Volterra积分微分方程等阐述混合有限元方法高精度后处理技术、具有超收敛性质的计算格式和高效自适应网格局部加密算法;扩张混合有限元快速收敛的两层网格算法;迎风差分格式的高效自适应移动网格算法;具有高精度的谱...     

对流扩散反应方程的一个稳定化混合有限元

本文针对对流扩散反应方程提出了一个稳定化混合有限元格式，该格式基于混合有限元法与最小二乘法的结合.在此格式中，由于最小二乘稳定项的引入，有限元逼近空间的选取无需满足经典的Ladyzhenkaya-Babuska-Brezzi(LBB)稳定性条件，从而对两个变量的有限元逼近可以方便地使用等阶有限元组合.对于定常的对流扩散反应方程，本文获得了有限元的稳定性，对误差进行了估计，并以数值算例验证了理论分析和格式的有效性.对于非定常的对流扩散反应方程，本文给出了有限元的误差估计和数值算例.     

一类线性Sobolev方程的迎风混合元方法

在有限元空间上采用迎风混合元方法对线性Sobolev方程进行数值模拟.此方法对线性Sobolev方程中的对流项采用迎风格式处理,扩散项则采用扩展的混合元来逼近,降低了对解空间光滑度的要求,能同时高精度地对未知纯量以及流量进行估计,得到最优的L2-模误差估计.最后,数值例子将进一步说明该方法的可行性和有效性.     

非线性抛物最优控制问题插值系数混合有限元解的先验误差估计

采用插值系数的思想去处理方程中的非线性项,建立了非线性抛物最优控制问题插值系数混合有限元的离散格式,对状态方程和对偶状态方程利用最低阶的Raviart-Thomas混合有限元逼近,控制变量利用分片常函数逼近,应用一些偏微分方程混合有限元的误差估计结果,得到状态变量和控制变量逼近解的最优阶先验误差估计.     

一类非线性耦合对流扩散方程组的临界Fujita曲线

用能量估计方法和比较原理建立一类非线性耦合对流扩散方程组的齐次Neumann外区域问题的Fujita型定理, 确定刻画解整体是否存在的临界Fujita曲线, 并刻画空间维数及方程组中对流项和反应项对解长时间渐近行为的影响.     

非线性对流扩散问题的动态网格特征混合元方法

将特征混合有限元方法与动态网格相结合来处理非线性对流扩散问题 .在不同时间层采用不同的有限元空间 ,并且将近似解在加权L2 范数下投影到下一个有限元空间作为下一个时间层的初始值 .误差估计表明在一定意义下这种方法具有最优收敛阶     

一种求解对流扩散反应方程的高阶紧致差分格式

提出一种消除对流扩散反应方程中对流项的处理技巧,结合中心差分格式的新方法与相同节点的迎风差分格式相比具有更好的精度,该方法很容易与Padé格式相结合,构造出具有四阶精度的无条件稳定的高阶差分格式.数值实验表明,新方法具有很好的精度和健壮性,并且可以有效求解对流占优问题.     

含源汇项定常对流扩散方程的有限解析差分格式

对于含有源汇项的定常对流扩散方程，本文导出了一种点点精确有限解所差分格式的一般公式，并讨论了源汇项的几种离散形式及对应差分格式的精度,最后利用数值算例验证了本文差分格式的性能．     

污染物对流扩散方程的预测校正紧差分格式

结合预报校正线性多步法与高阶紧致差分格式方法的优点,空间导数采用四阶紧致差分格式进行离散之后,对得到的空间半离散格式采用改进的预报校正的线性多步法进行时间推进,得到一种时空方向均为四阶精度的求解非线性对流扩散方程的高精度方法。数值试验表明该格式可以有效求解非线性对流扩散方程,验证了格式的良好性能。     

一类拟线性Burgers型方程的扩展混合元方法

Burgers方程具有广泛的应用背景,近年来,对于带有更一般形式的对流项和扩散项的Burgers型方程的定性研究越来越多,但是相关数值解法的研究尚不多见.为了能够同时逼近未知函数、未知函数的梯度和通量,对一类拟线性Burgers型方程采用扩展混合元方法进行离散,构造了半离散扩展混合元格式,并给出了L2模误差估计结果.     

非稳态对流占优的对流-扩散问题的数值分析

由于边界层的存在,为数值求解非稳态对流占优的对流－扩散问题带来了困难,当用中心差分或标准有限元方法求解这类问题时,除非剖分足够细,否则就会出现非物理的震荡,使得数值解失真,而在高维问题时,常使得工作量大得不可接受,故使用ｐ－ｖｅｒｓｉｏｎ（多项式空间）加一指数函数的方法来求解非稳态对流占优的对流－扩散问题,除了理论分析外,并作了数值试验,得到了较满意的结果。     

控制体有限元方法中质量加权迎风格式的迁延修正

控制体有限元方法对于处理流动问题提供了一种较好的数值模拟方法，但对于大Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数的回流流动问题，该方法在采用各种迎风格式时仍存在着严重的假扩散．为此，对二维质量加权迎风格式，给出了一种由插值单元及其一个与插值点最靠近的相邻单元所确定的多项式插值格式迁延修正的形式．通过对Ｒｅ＝４００、１０００、５０００三种情形的二维空穴流问题的计算，表明该格式可有效地减少控制体有限元方法对回流问题数值模拟的假扩散．