各向异性网格下的后验误差估计

来源 :郑州大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:bombwang1986
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本文针对二阶椭圆方程的非协调有限元方法、协调混合元方法,和Stokes方程的协调混合元方法,在各向异性网格下研究了它们的后验误差估计.  首先,在各向异性网格下讨论了二阶椭圆方程的非协调元后验误差估计.利用泡函数和各向异性网格下的逆不等式,得到了误差的下界.对于上界,由于各向异性剖分会出现一个无界的因子,通过引入匹配函数,反映各向异性网格与函数的匹配程度,从而避免了这个因子的出现.对于非协调元引起的相容项的处理,采用Helmholtz分解和误差的正交性得到它的估计,数值试验证实了我们理论分析的正确性.  其次,讨论了二阶椭圆方程一个新的混合元格式的后验误差估计.二阶椭圆问题混合有限元格式最早是由Raviart-Thomas提出,至今仍被广泛应用.但是该格式要求通量空间属于H(div;Ω)空间,且为了保证收敛性混合元空间还需满足著名的B-B条件,这就使得混合元空间的构造比较复杂,存在困难.最近,陈绍春等人,利用Green公式将二阶椭圆问题转化成一个与其等价的新的变分形式,给出了一种新的混合元格式,该格式中通量空间属于(L2(Ω))2,避开了因涉及散度算子带来的麻烦,另外当原始变量逼近空间的梯度属于通量的逼近空间时,B-B条件会自动满足,这就使得稳定的混合元空间易于构造.关于这种新格式的后验误差估计还未见研究.本文在各向异性网格下针对这种新的混合元格式,给出了两种不同的估计子,分别得到了误差估计子的有效性和可靠性.  最后,在各向异性网格下研究了Stokes方程的协调有限元逼近的残量型后验误差估计.基于网格单元的各向异性特征,改进了Hannukainen等人的工作,他们得到的后验估计仅在各向同性网格上是可靠的,有效的,却不适用于各向异性网格.而得到的误差估计子对各向异性网格是可靠的,有效的.基于相应对偶网格上最低阶的Raviart-Thomas-Nédélec空间H(div;Ω)协调守恒通量的局部重构,得到了各向异性网格上的后验估计.数值试验证实了我们理论分析的正确性,即误差估计子的可靠性,有效性.
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