定常Navier-Stokes方程低阶混合有限元的压力投影稳定化方法

针对低阶协调有限元对Q1-P0,P1-P0,对二维定常不可压缩Navier-Stokes方程,提出了建立在局部压力投影上的一类稳定化有限元方法。与其它的稳定化方法相比,稳定项不需要介入稳定化参数,不用进行高阶导数的运算,或者边界积分,稳定在局部单元上进行,且容易编程实现。针对稳定化有限元逼近解,证明了最优的误差估计。数值实验表明,该方法有很好的稳定性和收敛性。

不可压缩Navier-Stokes方程的压力投影两重网格稳定化人工粘性方法

给出了一个当雷诺数很大时,求解Navier-Stokes方程的压力投影两重网格稳定化人工粘性方法.对速度压力空间采用一般等阶元进行逼近,该方法成功地绕开了LBB条件的限制,克服了对流占优造成的不稳定性,而且由于两重网格的引入,此方法在不改变计算精度和收敛性的前提下提高了计算效率.

定常Navier-Stokes方程压力投影非线性Galerkin有限元法

对定常Navier-Stokes方程采用线性/线性和线性/常数元逼近,将非线性Galerkin有限元法与压力投影稳定化有限元方法相结合,建立了一种新的稳定非线性Galerkin有限元格式.当H=O(h12)时,精度与压力投影稳定化有限元方法一致.与文献(罗振东,朱江,王会军.应用数学与力学,2002,23(7):697-706.)的非线性Galerkin/Petrov最小二乘混合元法相比,稳定项格式简单,而且无需引入稳定化参数.

可压缩Navier-Stokes方程的压力梯度局部投影间断有限元法

将压力梯度投影与间断有限元法相结合,对可压缩线性化N-S方程提出了一种稳定化间断有限元格式.证明了此格式在速度和压力有限元空间无需满足B-B型条件的情况下,解的存在性和唯一性,以及相应的误差估计.

基于压力校正增量形式投影方法对含哥氏力的Navier-Stokes方程的误差分析方法

为解决流体力学中含哥氏力的Navier-Stokes方程中的哥氏力不可压及非线性问题,本文利用压力校正增量形式投影方法对含哥氏力的Navier-Stokes方程进行了误差分析,得到速度的时间精度是一阶的,压力的时间精度是弱一阶的结果.最后,通过数值实例验证了结论的正确性.

二阶BDF2压力修正投影方法求解扩散Peterlin粘弹性流体

不可压扩散粘弹性流体是用来描述高分子聚合物的一类复杂流体。本文用二阶BDF2时间离散的压力修正投影方法求解扩散peterlin粘弹性流体。BDF2是三步格式,具有2阶收敛精度。压力修正投影方法用来避开流体速度和压力的耦合的不可压约束条件?-u=0。当时间步长Δt小于给定常数时,我们证明了该方法无条件稳定。最后数值算例验证了格式的稳定性。

定常Navier-Stokes方程基于速度投影的等阶元稳定化方法

针对定常的Navier-Stokes方程,本文给出并分析了基于速度场L^2投影的新型稳定化有限元方法.速度-压力逼近采用了P_1/P_1元.为了克服等阶元不满足inf-sup条件的问题,本文增加了压力投影稳定项.基于速度场L^2投影的稳定化方法,本文增强了L^2范数的稳定性.该稳定化格式的优点是所有的计算都在同一套网格上执行,不需要嵌套网格且只涉及速度场投影而不需要求解速度梯度投影.在连续的Navier-Stokes方程存在唯一一支非奇解的情况下,本文证明了该离散格式是稳定的.此外,本文还得出了离散解的误差估计.数值实验证实该方法是有效的.

从某辊压机多发故障谈其工作压力的设定

针对某规格辊压机多发的磨辊断轴、减速机断齿等故障,结合其结构配置、工艺系统、原料性能等方面因素,并且结合现场料饼松散程度以及生产工况,以投影压力为量化基准,对辊压机压力设定做出分析。

瞬态Navier-Stokes方程的一种新的全离散粘性稳定化方法

基于压力投影和梯形外推公式,对速度/压力空间采用等阶多项式逼近,针对高Reynolds数下的瞬态Navier-Stokes方程提出了一种新的全离散粘性稳定化方法.该方法不仅绕开了inf-sup条件的限制,克服了高Reynolds数下对流占优造成的不稳定性,而且在每一时间步上,只需要进行线性计算,从而减少了计算量.给出了稳定性证明,并得出了与粘性系数一致的误差估计.理论和数值结果表明该方法具有二阶精度.

定常Navier-Stokes方程的Newton两层稳定化有限元方法

针对低阶协调有限元对Q1-P0,P1-P0,对二维定常不可压缩Navier-Stokes方程,提出了建立在局部压力投影上的一类Newton两层稳定化有限元方法。在网格尺度为H的粗网格上,求解一个小型的非线性Navier-Stokes问题,在网格尺度为h的细网格上,求解一个大型的Stokes问题,如果选取h=O(│lg1/h│1/2H3),则Newton两层稳定化有限元方法和通常在细网格上求解大型Navier-Stokes方程的稳定化有限元方法有着相同的收敛精度,但是Newton两层稳定化方法更简单。

求解瞬态Naiver-Stokes问题的一种稳定化方法

在压力投影及多尺度变分法的基础上,本文针对瞬态Naiver-Stokes问题提出一种新的稳定化方法,此方法采用非协调且不满足inf-sup条件的速度及压力有限元空间。文中的稳定化方法具备一些优势:能避免高阶微分的计算,数据结构与单元边界无关;只在好的尺度上增加离散的速度项,对高雷诺数的流体很有效;不增加计算成本。

Navier-Stokes方程一类简单的两层稳定化方法

针对低阶协调有限元对Q1-P0,P1-P0,对二维定常不可压缩Navier-Stokes方程,提出了建立在局部压力投影上的一类简单的两层稳定化有限元方法。在网格尺度为H的粗网格上,求解一小型的非线性Navier-Stokes问题,在网格尺度为h的细网格上,求解一大型的Stokes问题,如选取h=O(H2),则简单的两层稳定化有限元方法和通常在细网格上求解大型Navier-Stokes方程稳定化有限元方法有着相同的收敛精度,但是简单的两层稳定化方法更简单。

Stokes方程的压力梯度局部投影间断有限元法

本文对定常的Stokes方程提出了一种新的间断有限元法,通过将通常的间断Galerkin有限元法与压力梯度局部投影相结合,建立了一个稳定的间断有限元格式,对速度和压力的任意分片多项式空间P_l(K),P_m(K)的间断有限元逼近证明了解的存在唯一性,给出了关于速度和压力的L^2范数的最优误差估计.

Darcy-Stokes方程的局部压力梯度投影的稳定化方法

对Darcy-Stokes方程,作者利用局部压力梯度投影的技巧,提出了稳定的P_1-P_1有限元格式,证明了方法的稳定性,导出了误差估计.数值实验验证了该方法对Darcy-Stokes方程有效.

Ericksen-Leslie模型的一阶能量稳定数值格式

研究带有拉伸效应的向列相液晶流数值解问题.首先,利用非增量压力校正方法,得到一个解耦的数值格式;其次,给出了数值格式的能量耗散定律,并证明该数值格式是无条件能量稳定的;最后,通过数值实例模拟奇异点湮灭过程,验证了格式的数值精度.

Navier-Stokes方程的一种等阶稳定化亏量校正有限元法

本文对粘性不可压缩Navier-Stokes方程提出了一种等阶稳定化亏量校正有限元法.将通常的压力投影稳定化方法与亏量校正思想相结合,建立了一种稳定的有限元格式,绕开了inf-sup条件的限制,并且克服了当粘性系数很小时造成的不稳定性.对速度/压力采用等阶多项式空间,证明了解的存在唯一性,给出了误差估计.误差估计的结果表明,每校正一步误差的精度提高一阶.

定常Navier-Stokes问题低次等阶稳定有限体积元算法研究

通过有限元空间和有限体积元空间的一种双射投影得到了不可压缩流问题低次等阶稳定有限体积元方法.该方法采用低次等阶元P1-P1(或Q1-Q1)对Navier-Stokes(N-S)方程进行数值求解,利用局部压力投影技术进行稳定化处理.通过有限元和有限体积元方法的等价性进行有限体积元方法的理论分析.发现不可压缩流N-S问题在f∈H^1时,稳定有限体积元方法与稳定有限元方法之间具有O(|logh|^(1/2)/h^2)阶超收敛逼近结果.将稳定有限体积算法的三种两重网格格式进行了比较分析,发现当粗、细网格尺度比例选取适当时,两重算法具有传统算法相同的收敛速度,而两重算法具有明显的效率优势,并且Simple格式速度最快,Picard格式更适合较小粘性系数问题的数值求解.

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(P1-Q0和P1-Q1,其中P1表示P1非协调四边形元)的稳定化方法.P1-Q0和P1-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P1-Q0和P1-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.