Априорные оценки решения однородной краевой задачи для уравнений параболического типа методом Галеркина с разрывными базисными функциями на разнесенных сетках

Автор: Жалнин Руслан Викторович, Масягин Виктор Федорович, Пескова Елизавета Евгеньевна

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Физико-математические науки

Статья в выпуске: 4, 2017 года.

Бесплатный доступ

Введение. В работе представлены априорные оценки точности решения однородной краевой задачи для параболического уравнения методом Галеркина с разрывными базисными функциями на разнесенных сетках. Материалы и методы. Для решения поставленной задачи применяется унифицированный подход по исследованию ошибок аппроксимации уравнений диффузионного типа с помощью метода Галеркина с разрывными базисными функциями, предложенный в 2002 г. P. Castillo, B. Cockburn и др. Результаты исследования. В статье приводятся ошибки аппроксимации, зависящие от характеристического размера ячеек и степени используемых в базисных функциях полиномов; формулируются необходимые для решения задачи леммы; проводится полное доказательство сформулированных лемм. В результате исследования была сформулирована и доказана теорема, в которой приводятся априорные оценки для решения параболических уравнений с помощью метода Галеркина на разнесенных сетках. Обсуждение и заключения. Полученные результаты согласуются с аналогичными исследованиями других авторов и дополняют их. Дальнейшая работа по данной тематике предполагает исследование уравнений диффузионного типа порядка выше единицы и получение апостериорных оценок погрешности.

Еще

Априорная оценка погрешности, конечный элемент, метод галер-кина, разрывные базисные функции, параболическая задача

Короткий адрес: https://sciup.org/14720270

IDR: 14720270   |   DOI: 10.15507/0236-2910.027.201704.490-503

Список литературы Априорные оценки решения однородной краевой задачи для уравнений параболического типа методом Галеркина с разрывными базисными функциями на разнесенных сетках

  • Масягин В. Ф., Жалнин Р. В., Тишкин В. Ф. О применении разрывного конечно-элементного метода Галеркина для решения двумерных уравнений диффузионного типа на неструктурированных сетках//Журнал Средневолжского математического общества. 2013. Т. 15, № 2. С. 59-65. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=19832783
  • Об одном способе решения уравнений диффузионного типа с помощью разрывного метода Галеркина на неструктурированной сетке/Р. В. Жалнин //Журнал Средневолжского математического общества. 2014. Т. 16, № 2. С. 7-13. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=23570368
  • Решение трехмерных уравнений теплопроводности с помощью разрывного метода Галеркина на неструктурированных сетках/Р. В. Жалнин //Вестник Самарского государственного технического университета (Сер. «Физико-математические науки»). 2015. Т. 19, № 3. С. 523-533 DOI: 10.14498/vsgtu1351
  • Решение задач о нестационарной фильтрации вещества с помощью разрывного метода Галеркина на неструктурированных сетках/Р. В. Жалнин //Журнал вычислительной математики и математической физики. 2016. Т. 56, № 6. С. 989-998 DOI: 10.7868/S0044466916060247
  • Применение разрывного метода Галеркина для решения параболических задач в анизотропных средах на треугольных сетках/Р. В. Жалнин //Вестник Южно-Уральского государственного университета. (Сер. «Математическое моделирование и программирование»). 2016. Т. 9, № 3. С. 144-151 DOI: 10.14529/mmp160313
  • Cockburn B., Shu C. W. The local discontinuous Galerkin finite element method for convection-diffusion systems//SIAM Journal on Numerical Analysis. 1998. Vol. 35, no. 6. P. 2440-2463. DOI: 10.1137/S0036142997316712
  • Cockburn B., Dawson C. Some extensions of the local discontinuous Galerkin method for convection-diffusion equations in multidimensions//Tech. Report 99-27. Texas Institute for Computational and Applied Mathematics. 1999 DOI: 10.1.1.26.7688
  • An optimal a priory error estimate for the hp-version of the local discontinuous Galerkin method for convection-diffusion problems/P. Castillo //IMA Research Report 1689. University of Minnesota, 2000. URL: https://www.ima.umn.edu/sites/default/files/1689.pdf
  • Babuska I., Zlaman M. Nonconforming elements in the finite element method with penalty//SIAM Journal on Numerical Analysis. 1973. Vol. 10, no. 5. P. 863-875 DOI: 10.1137/0710071
  • Douglas J., Dupont T. Interior penalty procedures for elliptic and parabolic Galerkin methods//Lecture Notes in Physics. 1976. Vol. 58. URL: https://link.springer.com/chapter/10.1007/BFb0120591
  • Baker G. A. Finite element methods for elliptic equations using nonconforming elements//Math. Comp. 1977. Vol. 31. P. 45-59 DOI: 10.1090/S0025-5718-1977-0431742-5
  • Wheeler M. F. An elliptic collocation-finite element method with interior penalties//SIAM Journal on Numerical Analysis. 1978. Vol. 15, no. 1. P. 152-161 DOI: 10.1137/0715010
  • Rusten T., Vassilevski P. S., Winther R. Interior penalty preconditioners for mixed finite element approximations of elliptic problems//Math. Comp. 1996. Vol. 65. P. 447-466 DOI: 10.1090/S0025-5718-96-00720-X
  • Becker R., Hansbo P. A finite element method for domain decomposition with non-matching grids//Tech. Report 3613, INRIA. 1999. URL: https://hal.inria.fr/inria-00073065/document
  • Даутов Р. З., Федотов Е. М. Абстрактная теория HDG-схем для квазилинейных эллиптических уравнений второго порядка//Журнал вычислительной математики и математической физики. 2014. Т. 54, № 3. С. 463-480 DOI: 10.7868/S0044466914030041
  • An a priory error analysis of the local discontinuous Galerkin method for elliptic problems/P. Castillo //SIAM Journal on Numerical Analysis. 2003. Vol. 38, no. 5. P. 1676-1706. DOI: 10.1137/S0036142900371003
Еще
Статья научная