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曲面上对流-扩散-反应方程的两种稳定化混合有限元方法的数值比较

Numerical Comparison of Two Stabilized Mixed Finite Element Methods for Convection-Diffusion-Equations on Surfaces

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【作者】 金孟晴冯新龙何银年

【Author】 JIN Mengqing;FENG Xinlong;HE Yinnian;School of Mathematics and Systems Sciences, Xinjiang University;School of Mathematics and Statistics, Xi’an Jiaotong University;

【通讯作者】 冯新龙;

【机构】 新疆大学数学与系统科学学院西安交通大学数学与统计学院

【摘要】 研究了曲面对流-扩散-反应方程的有限元逼近问题.通过引入不同形式的中间变量,分别将原方程转化为等价的一阶混合形式.运用混合有限元的思想,直接使用低阶有限元对(P1-P1)近似的混合稳定化方法.该方法不仅满足inf-sup条件,而且对于对流占优情况所产生的非物理震荡,可以将其有效地捕捉.最后,数值实验结果表明,测试的收敛结果与已知理论一致.

【Abstract】 In this paper, the finite element approximation of the convection-diffusion-reaction equation on surfaces is studied. By introducing middle variables of different forms, the original equation is transformed into the equivalent, first-order mixed form. Using the idea of mixed finite element, this paper directly uses the mixed stabilization method of low order finite element pair(P1-P1) approximation. The method not only satisfies the well-posed condition, but also can effectively capture the non-physical oscillation caused by convective dominance.Finally, the numerical results show that the convergence results are consistent with the known theory.

【基金】 新疆维吾尔自治区重点实验室开放课题(2020D04002)
  • 【文献出处】 新疆大学学报(自然科学版)(中英文) ,Journal of Xinjiang University(Natural Science Edition in Chinese and English) , 编辑部邮箱 ,2022年03期
  • 【分类号】O241.82
  • 【下载频次】52
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