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论文摘要

三维Stokes问题的一种非协调-协调有限元方法

A nonconforming-conforming finite element method for solving 3D Stokes problems

作者:张敏(四川大学数学学院);罗鲲(四川大学数学学院);张世全(四川大学数学学院)

Author:ZHANG Min(College of Mathematics, Sichuan University);LUO Kun(College of Mathematics, Sichuan University);ZHANG Shi-Quan(College of Mathematics, Sichuan University)

收稿日期:2017-05-06          年卷(期)页码:2018,55(1):0037-0041

期刊名称:四川大学学报: 自然科学版

Journal Name:Journal of Sichuan University (Natural Science Edition)

关键字:Stokes问题; 非协调旋转Q_1元;inf-sup条件

Key words:Stokes problems, nonconforming rotated Q_1 element, inf-sup condition

基金项目:国家自然科学基金

中文摘要

本文研究了平行六面体网格下求解三维$Stokes$问题的一种非协调-协调有限元方法。 我们使用非协调旋转$Q_1$元离散速度变量的两个分量,使用协调三线性元离散第三个分量,压力用分片常数离散。 我们证明了该有限元方法满足离散$inf-sup$稳定性条件,且具有最优阶误差估计,即关于速度$\textbf{u}$的一半范和压力$p$的零范一阶收敛。数值试验验证了理论结果。

英文摘要

In this paper, we study nonconforming finite element methods for 3D Stokes problems. We use nonconforming rotated $Q_1$ elements for the approximation of the first two components of the velocity, the conforming trilinear element for the approximation of the third component and piecewise constant for the approximation of pressure. Optimal error estimates are derived, which are both first order for H1-seminorm of velocity $\textbf{u}$ and $L^2$ norm of pressure $p$. Numerical experiments are provided to verify the theoretical results.

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