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四维协调有限元函数空间,第二部分:五胞体与四面体棱柱

数值分析 2023-08-15 v2 数值分析

摘要

在本文中,我们给出了五胞体(pentatope)与四面体棱柱(tetrahedral prism)单元上协调有限元函数空间、基函数及自由度的显式表达式。更一般地,我们的目标是构造与精心选取的 de Rham 复形的无限维空间保持协调的有限元函数空间。本文是 Nigam 与 Williams(2023)所著姊妹篇“四维协调有限元函数空间,第一部分:基础原理与超立方体(tesseract)”的自然延伸。与第一部分不同,本文关注于在最全部四个坐标方向上均不具备完整张量积结构的两种最流行单元。我们注意到这些单元频繁出现于现有的时空有限元方法中。为构建我们的有限元空间,我们利用了近期发展的“有限元外微积分(Finite Element Exterior Calculus)”中的强大技术。随后,我们将结果转化为熟知的线性代数语言(向量与矩阵),以便于科学家与工程师实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.06258,
  title  = {Conforming Finite Element Function Spaces in Four Dimensions, Part II: The Pentatope and Tetrahedral Prism},
  author = {David M. Williams and Nilima Nigam},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.06258},
  year   = {2023}
}

备注

44 pages, 2 figures, 1 table