抛物问题的Mortar有限元逼近的瀑布型多重网格法

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Mortar有限元法是一种新的区域分解方法,它可以对子区域进行独立的剖分且在交界面处的剖分不重合。由于Mortar有限元法在各个子区域的网格剖分是相互独立的,所以对于求解带有奇性和系数变化剧烈的偏微分方程是非常有效的。多重网格法是一种套迭代技术,前一层上的迭代解作为新一层上迭代的初始解。不同的多重网格法的主要区别是在每一层上校正的循环次数不同,循环次数为2,称为W-循环,循环次数为1,称为V-循环。瀑布型多重网格法是多重网格法的一种,它不要求在粗网格上作校正,即校正循环次数为0,故又称单向多重网格法。最近,许学军和陈金如对抛物问题提出了Mortar有限元逼近的多重网格法,即对模型问题的全离散格式采用Mortar型P1协调有限元逼近,并构造了相应的多重网格算法,证明了该方法的最优性。 本文把许学军和陈金如的多重网格法的结果推广到瀑布型多重网格法,并进行数值实验。本文以二阶抛物型偏微分方程初边值问题为模型问题,提出瀑布型多重网格算法,引入了算法的最优性的概念,对其全离散格式分别采用Mortar型P1协调有限元和Mortar型P1非协调有限元进行逼近,并构造了相应的瀑布型多重网格法,建立了相应的理论结果,证明了该方法的最优性。最后对Mortar型P1协调有限元的瀑布型多重网格法进行了数值实验,采用Richardson迭代作为磨光算子。数值实验表明,本文构造的算法是有效的。
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