求解高波数Helmholtz问题的PPR方法和弱有限元方法
批准号:
11601026
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
18.0 万元
负责人:
杜宇
依托单位:
学科分类:
A0504.微分方程数值解
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
朱凌雪、李勇霖、周伟奇
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中文摘要
项目考虑高波数Helmholtz问题的数值算法的理论分析,包括PPR(Polynomial Preserving Recovery)方法和弱有限元算法(weak Galerkin finite element methods)。PPR方法是由张智民和Naga于2004年提出超收敛后处理方法,并已成功地被COMSOL Multiphysics采用。弱有限元方法是由王军平于2013年提出的求解偏微分方程的全新而有效的算法。本项目拟解决如下问题:1)基于PPR方法的Robin边界Helmholtz问题的数值解(连续有限元解和间断有限元解)的超收敛性估计,特别是PPR算法对污染误差的影响;2)改进已有的高波数Helmholtz问题的弱有限元解的误差估计。本项目的目标是探寻高波数Helmholtz问题的高效算法, 这些问题的研究在理论和实际应用上都有重要意义。
英文摘要
We consider the theoretical analysis of numerical methods for the Helmholtz equation with large wave number, which include the polynomial preserving recovery (PPR) method and the weak finite element methods. The PPR was proposed by Zhang and Naga in 2004 and has been successfully adopted by COMSOL Multiphysics as a post-proceeding tool. The weak finite element methods was proposed by Wang and Ye in 2013 as nonconforming methods for second-order elliptic euqations. We aim to achieve the following targets: 1) superconvergence analysis of FEMs (including DG FEM) based on the PPR method and the most important issue: Does PPR reduces the pollution error?; 2) improve the error estimates of weak Galerkin finite element methods. Our goal is to find efficient methods for the Helmholtz problem with large wave number, which has important theoretical significance and practical significance.
我们研究了高波数Helmholtz问题的数值算法的理论分析,包括PPR(Polynomial Pre serving Recovery)方法和弱有限元算法(weak Galerkin finite element metho ds)。PPR方法是由张智民和Naga于2004年提出超收敛后处理方法,并已成功地被COMSOL Multiphysics采用。弱有限元方法是由王军平于2013年提出的求解偏微分方程的全新而有效的算法。本项目拟解决如下问题:1)基于PPR方法的Robin边界Helmholtz问题的数值解(连续有限元解和间断有限元解)的超收敛性估计,特别是PPR算法对污染误差的 影响;2)改进已有的高波数Helmholtz问题的弱有限元解的误差估计。. 对于第一个问题,我们给出了超逼近和超收敛性估计,该估计给出了与网格尺寸和波数的具体依赖关系,证明了PPR方法在渐近区域可以有效地减少误差,但是无法消除和减少污染误差。. 对于第二个问题,我们改进已有的误差估计结果,给出了特定网格条件下的最优估计。. 除此之外,我们还研究了波方程的保能量DG格式的超收敛性质,证明了在特定特定数值流通量下,该格式具有超逼近和超收敛性质。
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Supercloseness of Linear DG-FEM and Its Superconvergence Based on the Polynomial Preserving Recovery for Helmholtz Equation
线性DG-FEM的超逼近性及其基于亥姆霍兹方程保多项式恢复的超收敛性
DOI:10.1007/s10915-019-00906-5
发表时间:2019-01
期刊:Journal of Scientific Computing
影响因子:2.5
作者:Du Yu;Zhang Zhimin
通讯作者:Zhang Zhimin
Convergence Analysis of a Discontinuous Galerkin Method for Wave Equations in Second-Order Form
二阶波动方程非连续伽略金法的收敛性分析
DOI:10.1137/18m1190495
发表时间:2019-01
期刊:SIAM Journal on Numerical Analysis
影响因子:2.9
作者:Du Yu;Zhang Lu;Zhang Zhimin
通讯作者:Zhang Zhimin
Superconvergence Analysis of the Polynomial Preserving Recovery for Elliptic Problems with Robin Boundary Conditions
罗宾边界条件椭圆问题多项式保全恢复的超收敛分析
DOI:10.4208/jcm.1911-m2018-0176
发表时间:2020-06
期刊:Journal of Computational Mathematics
影响因子:0.9
作者:Yu Du;Haijun Wu;Zhimin Zhang
通讯作者:Zhimin Zhang
A Numerical Analysis of the Weak Galerkin Method for the Helmholtz Equation with High Wave Number
高波数亥姆霍兹方程弱伽辽金法的数值分析
DOI:10.4208/cicp.oa-2016-0121
发表时间:2017
期刊:Communications in Computational Physics
影响因子:3.7
作者:Yu Du;Zhimin Zhang
通讯作者:Zhimin Zhang
DOI:--
发表时间:2018
期刊:计算数学
影响因子:--
作者:杜宇
通讯作者:杜宇
非局部Helmholtz问题的PML和数值离散方法
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:52万元
- 批准年份:2020
- 负责人:杜宇
- 依托单位:
求解高波数Helmholtz 问题的理论分析和算法研究
- 批准号:2019JJ50572
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2019
- 负责人:杜宇
- 依托单位:
国内基金
海外基金















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