基于自适应移动网格的Cahn-Hilliard方程的有限元法

针对二维Cahn-Hilliard方程,使用自适应移动网格,建立有限元数值模型。由于Cahn-Hilliard方程在初期变换迅速,且在后期变化缓慢,使用基于移动网格偏微分方程(moving mesh partial differential equation, MMPDE)的移动网格准则能够更好地捕捉相变的过程。在移动网格上,对空间方向使用线性有限元离散,对时间方向使用五阶Radau IIA格式离散。数值结果表明在移动网格下的数值解能够很好地保持原方程固有的质量守恒与能量稳定定律,提高计算效率,验证了该方法的有效性和可行性。

自适应网格在数值方法教学中的应用

自适应网格对很多问题的数值方法在存储空间、计算量和精度方面影响很大.以一维和二维Allen-Cahn方程为例,基于移动网格法,建立了线性有限元数值模型.数值结果表明在移动网格下的数值解能够很好地保持原方程固有的能量稳定性质,高分辨率地捕捉变化特征,提高计算效率,验证了该方法的有效性和可行性.移动网格法也可用于数值积分、常微分方程数值解等问题.