项目名称: 非线性双曲方程的间断有限元超收敛分析和应用

项目编号: No.11501026

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 曹外香

作者单位: 北京计算科学研究中心

项目金额: 18万元

中文摘要: 本项目研究非线性双曲方程的间断有限元超收敛理论及其应用。非线性双曲方程具有广泛的物理背景和很强的应用价值。然而受非线性项的影响,研究该类方程的数值方法的收敛乃至超收敛性具有较大困难。在已有的求解非线性双曲方程的间断有限元方法的基础上,本项目将进一步研究这类数值方法的高精度逼近和超收敛性质,进而更深层地揭示数值方法的优点,为后验误差估计、自适应算法、后处理恢复技术等各科学计算领域提供重要理论基础。本项目将采用校正函数、泰勒展开和先验假设等方式来开展超收敛研究:一方面通过设计特殊的校正函数,选择新的初值和边值离散化方法,利用消除技巧获取高阶精度,另一方面采用泰勒展开和先验假设的技巧来处理非线性项,把非线性问题的间断有限元超收敛研究分解为线性问题的超收敛分析和含高精度的余项估计,以此获得间断有限元逼近在光滑解或远离解的间断处的超收敛结果。

中文关键词: 超收敛性;间断有限元方法;非线性双曲方程;校正函数;;初边值离散

英文摘要: This project is dedicated to the superconvergence properties and its application of the discontinuous Galerkin method for the nonlinear hyperbolic equations which are widely used in various physical fields. However, convergence and superconvergence analysis of numerical methods for these equations is difficult, due to the nonlinear term. Based on the existed discontinuous Galerkin methods for nonlinear hyperbolic equations, high order numerical approximation and superconvergence properties of these methods will be discussed and studied. The superconvergence results furthermore provide better understanding of the advantage of the numerical method, and theoretical basis to a posteriori error estimate, adaptive algorithm and post-processing. The correction functions idea, Taylor expansion and a prior error assumption will be used in this projection to study and analyze the superconvergence properties: on one hand, we construct a specially designed correction function to correct the error, and choose suitable initial and boundary discretizations to obtain high order error; on the other hand, we used the Taylor expansion and a prior error assumption to handle the nonlinearity. By doing so, the superconvergence analysis for nonlinear problems is reduced to the superconvergence for the linear case and the estimate for a high order residual. Then superconvergence results of the discontinuous Galerkin approximation are obtained for the smooth solution or the smooth region away from the discontinuity.

英文关键词: Superconvergence ;Discontinuous Galerkin methods;Nonlinear hyperbolic equations;Correction function;Initial and boundary discritization

成为VIP会员查看完整内容
1

相关内容

【AAAI2022】同时适用于同质和异质性的图神经网络
专知会员服务
31+阅读 · 2022年1月3日
专知会员服务
137+阅读 · 2021年8月12日
【开放书】《矩阵流形优化算法》,241页pdf
专知会员服务
92+阅读 · 2021年7月3日
【ICLR2021】对未标记数据进行深度网络自训练的理论分析
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
【ICLR2020】图神经网络与图像处理,微分方程,27页ppt
专知会员服务
47+阅读 · 2020年6月6日
【CVPR2020】图神经网络中的几何原理连接
专知会员服务
56+阅读 · 2020年4月8日
【干货书】数值计算C编程,319页pdf,Numerical C
专知会员服务
66+阅读 · 2020年4月7日
内嵌物理知识神经网络(PINN)是个坑吗?
PaperWeekly
7+阅读 · 2022年2月14日
【ICLR2022】Transformers亦能贝叶斯推断
专知
0+阅读 · 2021年12月23日
计算机视觉中的传统特征提取方法总结
极市平台
1+阅读 · 2021年12月9日
用狄拉克函数来构造非光滑函数的光滑近似
PaperWeekly
0+阅读 · 2021年10月23日
求解稀疏优化问题——半光滑牛顿方法
极市平台
40+阅读 · 2019年11月30日
7个实用的深度学习技巧
机器学习算法与Python学习
16+阅读 · 2019年3月6日
【干货】理解深度学习中的矩阵运算
机器学习研究会
18+阅读 · 2018年2月12日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
13+阅读 · 2022年1月20日
Arxiv
12+阅读 · 2021年10月22日
Arxiv
31+阅读 · 2020年9月21日
小贴士
相关VIP内容
【AAAI2022】同时适用于同质和异质性的图神经网络
专知会员服务
31+阅读 · 2022年1月3日
专知会员服务
137+阅读 · 2021年8月12日
【开放书】《矩阵流形优化算法》,241页pdf
专知会员服务
92+阅读 · 2021年7月3日
【ICLR2021】对未标记数据进行深度网络自训练的理论分析
《常微分方程》笔记,419页pdf
专知会员服务
70+阅读 · 2020年8月2日
【ICLR2020】图神经网络与图像处理,微分方程,27页ppt
专知会员服务
47+阅读 · 2020年6月6日
【CVPR2020】图神经网络中的几何原理连接
专知会员服务
56+阅读 · 2020年4月8日
【干货书】数值计算C编程,319页pdf,Numerical C
专知会员服务
66+阅读 · 2020年4月7日
相关资讯
内嵌物理知识神经网络(PINN)是个坑吗?
PaperWeekly
7+阅读 · 2022年2月14日
【ICLR2022】Transformers亦能贝叶斯推断
专知
0+阅读 · 2021年12月23日
计算机视觉中的传统特征提取方法总结
极市平台
1+阅读 · 2021年12月9日
用狄拉克函数来构造非光滑函数的光滑近似
PaperWeekly
0+阅读 · 2021年10月23日
求解稀疏优化问题——半光滑牛顿方法
极市平台
40+阅读 · 2019年11月30日
7个实用的深度学习技巧
机器学习算法与Python学习
16+阅读 · 2019年3月6日
【干货】理解深度学习中的矩阵运算
机器学习研究会
18+阅读 · 2018年2月12日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
相关论文
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月20日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
Arxiv
13+阅读 · 2022年1月20日
Arxiv
12+阅读 · 2021年10月22日
Arxiv
31+阅读 · 2020年9月21日
微信扫码咨询专知VIP会员