Naver-Stokes方程的非协调四边形元的稳定化方法

作者给出了解NavierStokes方程的非协调混合四边形有限元（P~1-Q0和P~1-Q1,其中P~1表示P1非协调四边形元)的稳定化方法.P~1-Q0和P~1-Q1不满足inf-sup条件,因而所给的稳定化方法绕开了inf-sup条件对P~1-Q0和P~1-Q1元的限制.作者证明了该方法的稳定性和解的存在唯一性,并得到了最优误差估计.     

解Oseen方程的P1非协调四边形单元的涡旋粘性法

解Oseen方程最主要的方法是混合有限元法,而这需要混合有限元空间满足离散的inf-sup(LBB)条件以及克服对流占优以防止数值解产生伪振荡.所采取的四边形网格上的P1-Q0元的非协调稳定化方法是通过L2局部投影添加涡旋粘性项来修正变分形式,增强其格式的稳定性,以绕开LBB条件,并克服对流占优.同时通过局部投影稳定化分析与最优误差估计,在理论上论证此方法的收敛性,使得P1非协调四边形元的应用更为广泛.     

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.     

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.     

P1非协调Mortar元的V循环多重网格方法

给出了求解偏微分方程的P1非协调Mortar元的一个V循环多重网格方法，并证明了此方法的一致收敛性，即收敛性与网格层数和网格尺寸无关。     

四边形网格上Darcy-Stokes耦合流动问题的非协调稳定化有限元法

耦合的Darcy-stokes问题在工程和实际应用中有着重要的应用,成为了计算流体力学和计算数学等领域的研究热点.对该问题满足稳定条件的协调有限元构造复杂不利于计算,因而对Darcy-Stokes耦合流动问题提出了一个在四边形网格上的非协调稳定化有限元逼近法.该方法在整个区域上利用P1非协调有限元进行离散.证明了这种方法的一致稳定性和离散问题解的存在唯一性,最后给出了误差估计.     

多重网格法求解原始变量形式的Navier-Stokes方程

采用多重网格法 ,求解原始变量形式的Navier Stokes方程 .控制方程在交错网格上离散 ,并采用SIMPLE算法计算 .为加速收敛 ,结合使用适合非线性方程的全近似格式的多重网格法FAS .文章计算了雷诺数Re =10 0 ,10 0 0时不可压粘性流体绕圆柱的流动 .计算结果与实验结果和国外的计算结果基本吻合 ,说明了该方法的准确性和有效性     

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.     

Stokes问题各向异性B-R外推的研究

研究了Stokes问题在各向异性网格下B-R元的渐近误差展开和分裂外推,在不要求网格剖分满足正则性条件或拟一致假设的条件下,运用积分恒等式技巧和混合元理论确定了偏微分方程精确解与有限元插值之间积分式的主项.同时根据连续条件,将相邻单元上其主项的某些部分相互抵消,经求和处理后,得到了整个求解区域上的主项,并对该主项引入辅助问题利用Stokes问题解的正则性理论给出精确解与有限元插值之间的一个误差渐近展开式,通过构造两个具有各向异性的插值后处理算子,最后得到了Stokes问题各向异性B-R高阶外推问题的几个结果.结果表明有限元解经插值后处理和分裂外推后,与通常的误差估计相比,收敛速度提高了一阶,避免了采取传统正则网格剖分所产生的计算量很大或无法反映其解的各向异性特征的情形.     

求解Stokes方程的最小二乘等几何分析方法

针对采用C0型基函数的最小二乘有限元需增加辅助独立变量的问题,提出了一种改进的方法———最小二乘等几何分析方法。采用具有高阶光滑性的非均匀有理B样条作为基函数,直接用原始变量定义最小二乘泛函,建立了求解Stokes方程的改进算法。该方法不需引入新独立变量,且网格可在数值分析中自动生成并能精确表达区域的几何形状。用所提出的方法求解了二维不可压Stokes流动,计算结果与解析解符合较好,表明该方法可用于Stokes方程的求解,提高基函数光滑性的k细化具有指数收敛速度。     

一类Mortar型旋转Q_1元的多重网格方法

研究了一种mortar型旋转Q1元的多重网格方法,证明了W循环多重网格算法的最优收敛性,即收敛率与网格层数和尺寸无关,数值仿真验证了理论分析.     

多重网格法及在HTR-10堆芯动态仿真

研究了ＨＴＲ－１０堆芯的动态仿真,为反应堆控制系统的分析和设计服务。由于堆芯模型方程是典型的非定常可压缩Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ方程组,要求快速准确的求解。求解算法采用了结合多重网格的ＳＩＭＰＬＥＣ算法,并且讨论了多重网格法的基本思想、算法步骤和计算流程。通过对求解域中的不规则区域的处理、合理的进行粗细网格的划分和校正、设置出口缓冲区等措施,克服了在ＨＴＲ－１０堆芯动态仿真中运用多重网格法的困难,并且所得的结果与单网格算法进行了比较。仿真结果表明：达到同样精度,采用多重网格方法,求解过程比单网格算法的迭代次数减少了约５／６,计算时间减少了约一半,为快速进行堆芯动态仿真提供了条件。     

非线性椭圆问题的非精确牛顿代数多重网格法

采用基于矩阵图集的粗化算法形成粗点集,构造改进的插值算子,结合V型多重网格法和瀑布型多重网格法的算法结构,提出了一种改进的代数多重网格（IAMG）法,并估计了该算法的计算量。将IAMG法运用于求解牛顿算法中线性校正方程,提出了求解非线性椭圆型问题的非精确牛顿代数多重网格（IN-AMG）法。数值实验表明与对比算法相比,IN-AMG法在求解线性校正方程方面的整体计算量更少、计算时间更短。     

矢量有限元素法在随钻电阻率测井模拟中的应用

在三维非均匀介质中,提出一种新型的矢量有限元素法(FEM),用来模拟随钻(LWD)电阻率测井仪器的响应。在斜井和水平井中,成层的介质空间被离散成多个四面体单元,每个四面体有6个矢量棱边元。在三维地层模型中,未知数个数可以超过一百万个,采用代数多重网格结合多重前线解法,使用个人计算机即可求解这样大规模的线性方程。通过已发表的时域有限差分法(FDTD)的数值结果和实际测井数据,对仿真结果的有效性进行了双重验证。由此开发的算法已应用到模拟井眼、偏心、倾角、围岩校正和其他一些三维的测井响应中。所提方法也能为LWD电阻率测井仪器的设计提供理论支持。     

NS方程的非结构化网格方法及其差分格式

采用同位非结构化网格上的有限体积法,对ＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓ 方程的ＳＩＭＰＬＥ 算法及差分格式进行了研究．提出了适用于非结构化网格的不用求解单元顶点变量值的二阶混合差分格式．该格式的优点在于：１） 减少了计算工作量;２） 避免了普通混合差分格式因使用简单的一阶迎风差分格式所引起的网格界面方向相关性的问题．最后,采用三角形网格,利用提出的方法及差分格式,对方腔内的驱动层流及绕翼型湍流进行了数值计算,计算结果与基准解或实验值的符合程度优于普通混合差分格式     

椭圆型方程边值问题的拟多重网格预处理迭代法

利用多重网格法的思想,构造出一种求解椭圆型方程边值问题的预处理迭代格式,并给出了收敛性证明.特别地,对常系数方程得到了收敛速度与网格步长无关的最优结果.数值实验表明,所构造方法收敛速度较SOR法有显著提高,其迭代次数几乎与网格步长无关,迭代解逼近精确解的精度高而且稳定.     

二维空间的Stokes问题的混合有限元分析

本文将给出二维空间的Stokes问题的三角形单元的一种新的二阶混合有限元法。     

一类求解Stokes方程的二阶混合元格式

本文利用增加高阶项的技巧,通过对一些Ｃ０类三角形单元的修正,构造了一类求解Ｓｔｏｋｅｓ问题的二阶混合元格式。它具有一般性,自由度比以往的格式少等优点。其结论对Ｎａｖｉｅｒ－Ｓｔｏｋｅｓ问题亦适用。     

对一类特殊多维0-1背包问题的可行域替代解法--生成单约束法

针对一类组合优化问题一多维0-1背包问题（MKP）,属于NP-难问题,提出一种能减少求解难度的方法——可行域替代解法。给出了MKP的替代约束的概念,提出了一种具体替代多约束组的计算方法。最后,通过具体的实例,阐述了算法的使用方法。     

基于套迭代技术的弹性梁动力H向应分析的多重网格方法

提出了一种基于套迭代技术的求解弹性梁动力响应的多重网格方法。这种方法充分利用了初始网格下的结果,然后由多重网格嵌套迭代过程实现对弹性梁动力响应问题的求解。这种方法将网格离散过程和数值求解过程很好地相结合,与其他方法相比较,具有计算精度高,运算时间短等特点。