A decoupling two-grid method for the time-dependent Poisson-Nernst-Planck equations
A decoupling two-grid method for the time-dependent Poisson-Nernst-Planck equations
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时变泊松-能斯特-普朗克方程的解耦二网格法
DOI：
10.1007/s11075-019-00744-4
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发表时间：
2018-04
影响因子：
2.1
通讯作者：
Lu Benzhuo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shen Ruigang;Shu Shi;Yang Ying;Lu Benzhuo
我们研究了一种双网格策略，用于解耦描述离子质量浓度和静电势的时间相关泊松-能斯特-普朗克方程。通过在每个时间级别使用粗空间解将计算系统解耦到更小的系统，与结合Gummel迭代的有限元方法相比，可以加快求解过程。我们针对半离散和全离散有限元近似推导了 L2norm 中的最佳误差估计。基于先验误差估计，给出了两网格算法的H1范数误差估计。理论结果表明该解耦方法可以保持与有限元方法相同的精度。包括离子通道的泊松-能斯特-普朗克方程在内的数值实验显示了去耦两网格方法的效率和有效性。
We study a two-grid strategy for decoupling the time-dependent Poisson-Nernst-Planck equations describing the mass concentration of ions and the electrostatic potential. The computational system is decoupled to smaller systems by using coarse space solutions at each time level, which can speed up the solution process compared with the finite element method combined with the Gummel iteration. We derive the optimal error estimates inL2norm for both semi- and fully discrete finite element approximations. Based on the a priori error estimates, the error estimates inH1norm are presented for the two-grid algorithm. The theoretical results indicate this decoupling method can retain the same accuracy as the finite element method. Numerical experiments including the Poisson-Nernst-Planck equations for an ion channel show the efficiency and effectiveness of the decoupling two-grid method.
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影响因子：
3.9
作者：
Junqiao Wu;V. Srinivasan;Jinchao Xu;Chaoyang Wang
通讯作者：
Junqiao Wu;V. Srinivasan;Jinchao Xu;Chaoyang Wang
DOI：
10.1090/s0025-5718-99-01148-5
发表时间：
1999-10
期刊：
Math. Comput.
影响因子：
--
作者：
Jinchao Xu;L. Zikatanov
通讯作者：
Jinchao Xu;L. Zikatanov
DOI：
10.1016/j.camwa.2013.09.022
发表时间：
2014
期刊：
Comput. Math. Appl.
影响因子：
--
作者：
R. Araya;P. Venegas
通讯作者：
R. Araya;P. Venegas
DOI：
10.1016/j.camwa.2015.09.012
发表时间：
2015-11
期刊：
Comput. Math. Appl.
影响因子：
--
作者：
Yang Liu;Yanwei Du;Hong Li;Jichun Li;Siriguleng He
通讯作者：
Yang Liu;Yanwei Du;Hong Li;Jichun Li;Siriguleng He
DOI：
10.1142/s0218202509003619
发表时间：
2009-05
影响因子：
3.5
作者：
M. Burger;R. Pinnau
通讯作者：
M. Burger;R. Pinnau