界面问题自适应高阶间断伽略金方法研究
批准号:
12226354
项目类别:
数学天元基金项目
资助金额:
20.0 万元
负责人:
郑伟英
依托单位:
学科分类:
算法基础理论与构造方法
结题年份:
2023
批准年份:
2022
项目状态:
已结题
项目参与者:
吴超
中文摘要
界面问题在科学和工程领域都有着十分广泛的应用,如何对它设计高效高精度的数值方法是当今计算数学和工程领域的难点问题。本项目旨在基于非贴体网格,分别研究三维椭圆界面问题和H(curl)界面问题自适应高阶间断伽略金方法,并证明数值方法的稳定性,给出数值方法近似解的先验误差估计分析;结合超收敛重构技术,构造重构型后验误差估计子来指导网格自适应加密,设计相应的自适应算法。本项目的成功实施对完善界面问题的数值理论分析,推动多相流和波传播模拟具有重要意义。
英文摘要
Interface problems are widely used in science and engineering. How to design efficient and high-precision numerical methods for interface problems is a difficult problem in the field of computational mathematics and engineering. This project aims to study the adaptive high order discontinuous Galerkin method for three-dimensional elliptic interface problem and H(curl) interface problem, and prove the stability of the numerical method. The prior error estimation analysis of approximate solution of numerical method isinvestigated. By the superconvergence recovery techniques, recovery type a posteriori error estimators are designed to guide the mesh adaptive refinement and the corresponding adaptive algorithms are designed. The successful implementation of this project is of great significance for improving the numerical theory analysis of interface problems and promoting the simulation of multiphase flow and wave propagation.
本项目主要研究三维电磁波与弹性波耦合散射问题和电磁场时谐Maxwell 方程棱有限元的超收敛及其重构。首先,电磁波与弹性波耦合散射问题是科学家和工程师一直以来非常关注的磁固耦合问题,目前对该问题的研究成果相当少。该问题是一个开域问题,我们有两种方式将其变成一个有界区域问题:(1) 研究其PML方法,分析相应PML问题解的适定性和指数衰减性;(2) 我们采用DtN算子进行截断,将这个开区域问题转变成一个等价的有界区域问题,针对该有界区域问题,采用有限元方法求解,分析其有限元解的适定性和收敛性;其次,针对三维时谐 Maxwell 方程采用棱有限元方法求解,提出了基于最小二乘的重构方法,利用有限元解来构造旋度重构值,研究该旋度重构值的超收敛。. 相关重要结果如下:首先,针对电磁波与弹性波耦合散射问题: (1) 非常清楚地理解了电磁场与弹性波耦合散射问题的PML方法及其指数衰减性分析的理论框架和相关基础知识;(2) 电磁场与弹性波耦合散射问题的DtN有限元方法的适定和收敛性分析问题,目前只解决了计算所需要的三维四面体网格;其次, 三维时谐 Maxwell方程棱有限元方法解的超收敛及其重构研究,从理论证明和数值计算上都得到了重构旋度的超收敛结果。. 本项目的实施一方面将推进磁固耦合散射问题的研究进展,为磁固耦合散射问题的进一步发展做出贡献;另一方面,丰富了Maxwell方程棱有限元超收敛及其重构研究成果。.
界面问题自适应高阶间断伽略金方法研究
-
批准号:12226354
-
项目类别:数学天元基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2022
-
负责人:郑伟英
-
依托单位:
移动界面问题的高阶有限元方法研究
-
批准号:12126372
-
项目类别:数学天元基金项目
-
资助金额:20.0万元
-
批准年份:2021
-
负责人:郑伟英
-
依托单位:
非线性Maxwell方程的自适应有限元方法研究及应用
-
批准号:11171334
-
项目类别:面上项目
-
资助金额:42.0万元
-
批准年份:2011
-
负责人:郑伟英
-
依托单位:
电磁学三维涡流问题的自适应多重网格计算
-
批准号:10401040
-
项目类别:青年科学基金项目
-
资助金额:10.0万元
-
批准年份:2004
-
负责人:郑伟英
-
依托单位:
国内基金
海外基金