Граничный метод взвешенных невязок с разрывными базисными функциями для высокоточного решения линейных краевых задач с уравнениями Лапласа и Пуассона

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящей работе развивается метод наименьших квадратов с Т-элементами для решения линейных краевых задач с уравнениями Лапласа и Пуассона. В этом подходе предлагается использовать ранее разработанные авторами разрывные базисные функции высокого порядка аппроксимации из специальных функциональных пространств. Преимуществом данного алгоритма по сравнению со стандартным методом Галёркина является то, что он позволяет в процессе адаптивного решения экономично сгущать сетку и при этом использовать разную степень аппроксимации решения на каждой ячейке разбиения расчётной области. В отличие от метода Галёркина с разрывными базисными функциями, здесь не требуется задание параметра штрафа, а матрица дискретизованной задачи также является симметричной и положительно определённой. Приводятся примеры расчётов с помощью схем, обеспечивающих компьютерную точность решения краевых задач для многочленов до седьмой степени включительно. В трёхмерном случае продемонстрирована h − p сходимость приближённого решения к точному.

Об авторах

Олег Ирикевич Юлдашев

Объединённый институт ядерных исследований

Email: yuldash@cv.jinr.ru
Лаборатория информационных технологий

Марина Борисовна Юлдашева

Объединённый институт ядерных исследований

Email: juldash@cv.jinr.ru
Лаборатория информационных технологий

Список литературы

  1. The Large Hadron Collider / Ed. by P. Lef`evre, T. Pettersson. — CERN/AC/9505 (LHC), 1995. — Pp. 89–99.
  2. Численное решение задачи формирования однородного магнитного поля за счёт изменения занимаемого ферромагнетиком обьёма для некоторых магнитных систем экспериментальной физики / Е. П. Жидков, В. В. Рыльцов, О. И. Юлдашев, М. Б. Юлдашева // Вестник РУДН. Серия «Физика». — 2004. — № 12. — С. 17–25.
  3. Марчук Г.И. Методы вычислительной математики. — M.: Наука, 1989.
  4. Unified Analysis of Discontinuous Galerkin Methods for Elliptic Problems / D.N. Arnold, F. Brezzi, B. Cockburn, L. Marini // SIAM J. Numer. Anal. — 2002. — Vol. 39, No 5. — Pp. 1749–1779.
  5. Epshteyn Y., Rivi`ere B. Estimation of Penalty Parameters for Symmetric Interior Penalty Galerkin Methods // Journal of Computational and Applied Mathematics. — 2007. — No 206. — Pp. 843–872.
  6. Jirousek J., Wr.oblewski A. T-elements: State of the Art and Future Trends // Archives of Computational Methods in Engineering. — 1996. — Vol. 3. — Pp. 323–434.
  7. Bochev P.B., Gunzburger M.D. Least-Squares Finite Element Methods. — New York: Springer, 2009.
  8. Qin Q.-H. Trefftz Finite Element Method and Its Applications // Appl. Mech. Rev. — 2005. — Vol. 58, No 5. — Pp. 316–337.
  9. Юлдашева О.И.Ю. и. М.Б. Об одном классе конечных элементов с гармоническими базисными функциями // Вестник РУДН. Серия «Математика. Информатика. Физика». — 2010. — № 2(2). — С. 45–49.
  10. Yuldashev O.I., Yuldasheva M.B. High-Order Vector Nodal Finite Elements with Harmonic, Irrotational and Solenoidal Basis Functions // Bulletin of Peoples’ Friendship University of Russin. Series ”Mathematics. Information Sciences. Physics”. — 2013. — No 1. — Pp. 90–98.
  11. Сьярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач. — М.: Мир, 1980.
  12. Yuldashev O.I., Yuldasheva M.B. 3D Finite Elements with Harmonic Basis Functions for Approximations of High Order. Preprint JINR E11-2008-104. — Dubna: JINR, 2008. — http://www1.jinr.ru/Preprints/2008/104(E11-2008-104).pdf.
  13. Meijerink J.A., van der Vorst H.A. An Iterative Solution for Linear Systems of which the Coefficient Matrix is a Symmetric M-Matrix // Math. Comput. — 1977. — Vol. 31. — Pp. 148–162.
  14. Program Package for the Accurate Three Dimensional Reconstruction of Magnetic Fields from the Boundary Measurements / A.V. Belov, T.F. Belyakova, O.G. Filatov et al. // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. — 2003. — Vol. A513. — Pp. 448–464.
  15. Gyimesi M. et al. Biot-Savart Integration for Bars and Arcs // IEEE Trans. on Mag. — 1993. — Vol. 29, No 6. — Pp. 2389–2391.

© Юлдашев О.И., Юлдашева М.Б., 2013

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах