局部时间步长间断有限元方法求解三维欧拉方程

使用间断有限元方法求解三维流体力学方程.空间剖分采用非结构四面体网格,为了克服显格式在单元网格尺寸差别较大时计算效率低下的问题,在格式中采用局部时间步长技术(LTS),即控制方程在空间、时间上积分得到一种单步格式,既可以局部计算每个单元又避免了Runge-Kutta高精度格式处理三维问题时存储量过大的问题.为了提高流体力学方程计算精度,在计算单元边界的数值流通量时使用任意高阶精度方法(ADER).数值算例表明格式稳定有效.

地震波动方程的局部间断有限元方法数值模拟

近年来,随着地震波数值模拟对计算精度和效率的要求越来越高,间断有限元方法开始受到越来越多的关注.本文中,针对具有吸收边界条件的二维地震声波波动方程,作者提出了一种基于局部间断有限元方法的数值模拟算法.该算法在空间上使用局部间断有限元方法进行离散,在时间上采用了显式蛙跳格式.在这种时空离散的组合方式下,每个时间步上,此算法在空间剖分的每个单元上的求解计算是相互独立的,因而具有极高的并行性.通过数值算例,我们将该算法与连续有限元方法进行了比较.结果表明,本算法不仅具有对起伏构造的良好适应性,而且在计算效率和计算精度等方面,都具有优越性.

基于局部间断Galerkin方法的p型有限元

将基于三变量能量原理的局部间断Galerkin方法 (localdiscontinuousGalerkin ,LDG)应用于 p型单元的构造 .该方法采用间断的单元试解 ,不需要满足普通有限元所必须的协调条件 ,就能使构造高阶的插值函数变得更加灵活和容易 .在此基础上 ,对应力和应变场采用Legendre正交多项式进行插值 ,避免了柔度矩阵的求逆过程 .数值算例表明这种方法构造出的 p型单元不仅升阶过程简单 ,而且具有较高的精度 .

非线性对流扩散问题的hp-局部间断Galerkin有限元方法

本文讨论了非线性对流扩散方程的hp-局部间断Galerkin有限元方法,得到了关于网格尺寸h是最优以及关于逼近次数p是次优的hp-误差估计.本文给出了数值算例,数值结果表明,LDG方法比SIPG或NIPG方法更精确且LDG方法对于罚值不敏感,而SIPG及NIPG方法对于罚值敏感.

含Neumann边界条件的局部间断有限元方法的收敛性分析

针对一维常系数对流扩散模型方程,讨论了当含有Neumann边界条件时,局部间断有限元(LDG)方法的收敛性.证明了当边界条件为Neumann边界条件时,LDG方法为收敛的,且收敛阶可达到hk.

局部间断有限元方法在纯抛物问题的数值试验

本文利用局部间断有限元方法配合显式Runge-Kutta法求解纯抛物方程。数值结果显示,经过参数的选取,局部间断有限元方法获得了丰满的误差估计。与此同时,本文也对本方法的时间步长进行了分析,给出了CFL数值表。

线性弹性问题的多尺度间断有限元方法

在间断有限元方法的基础上,采用局部正交分解方法构造多尺度基函数,进而得到求解线性弹性问题的多尺度间断有限元方法,并且对非周期及无尺度分离情形给出了最佳误差估计。

弹性力学问题中的间断Galerkin有限元法

将局部间断 Galerkin( LDG)方法推广应用于弹性力学平面问题 ,给出该方法对应的能量公式 .在此基础上 ,构造了局部二次完备的 L6单元 ,并对其进行数值考察 .

计算经典椭圆方程的局部间断Galerkin方法

讨论了椭圆型问题的局部间断Galerkin方法的发展,解释了这种方法的来源,进行了相应的误差估计,并就L-型区域进行了数值实验,实验结果与理论结果相一致。

缓增分数阶扩散方程的高阶时间离散LDG方法

研究了缓增分数阶扩散方程的高阶时间离散局部间断Galerkin(Local Discontinuous Galerkin,LDG)方法,不是直接求解缓增分数阶扩散方程,而是首先通过变换将其转化成Caputo型时间分数阶扩散方程。接着,采用L1-2差分逼近离散Caputo型分数阶导数,间断有限元离散空间变量,构造求解模型的全离散LDG格式。证明了所建立的全离散格式为无条件稳定的且具有最优误差阶,两个数值算了验证了所建立数值格式的精度和鲁棒性。数值实验结果表明所建立格式在时间和空间方向均具有高精度。

第一类边界对流扩散方程LDG方法的稳定性

针对一维常系数对流扩散模型方程,讨论了当含有第一类边界条件时,局部间断有限元方法(LDG方法)的稳定性。利用有限元理论基本分析技巧,证明了当边界条件为第一类的边界条件时,LDG方法为稳定的,并利用数值算例证明理论分析的正确性。

用LDG方法求解奇异摄动Volterra积分微分方程

本文介绍局部间断有限元(LDG)方法,构造求解奇异摄动Volterra积分微分方程的LDG数值格式.算例表明,在局部加密网格下,LDG解的数值通量在节点处具有2p+1阶的一致超收敛性质.

奇异摄动问题的LDG/FEM耦合解法

根据奇异摄动问题解的特点,提出了一种求解奇异摄动问题的新方法——LDG/FEM耦合方法.该方法将计算区域分为两个不重叠的子区域,在解变化较大的区域采用具有较好稳定性的间断有限元方法,在解变化平缓的区域采用自由度较少的连续有限元方法.证明了该耦合方法导出的离散系统的解的存在性和唯一性,并证明了该方法的稳定性.数值结果表明:LDG/FEM耦合方法在Shishkin网格上是一致收敛的.