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压力连线Stokes元:Scott-Vogelius元的网格鲁棒版本

数值分析 2025-01-09 v3 数值分析

摘要

用于二维稳态Stokes方程数值离散的Scott-Vogelius有限元对是一种常用单元,它基于kk阶多项式的连续速度逼近和k1k-1阶的不连续压力逼近。该单元采用“奇异距离”(通过三角形顶点z\mathbf{z}的某个几何网格量Θ(z)0\Theta \left( \mathbf{z}\right) \geq 0度量),并对满足Θ(z)=0\Theta \left( \mathbf{z}\right) =0的顶点z\mathbf{z}所关联的压力空间施加局部边条件。对于任何固定的正则三角剖分且k4k\geq 4,该方法都是inf-sup稳定的。然而,如果三角剖分包含近奇异顶点0<Θ(z)10<\Theta \left( \mathbf{z}\right) \ll 1,inf-sup常数会恶化。本文中,我们引入了一种非常简单的、依赖参数的Scott-Vogelius元修正,使得inf-sup常数与近奇异顶点无关。我们将通过分析和数值实验证明,这对离散速度的无散条件的影响可以忽略不计。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.09673,
  title  = {The pressure-wired Stokes element: a mesh-robust version of the Scott-Vogelius element},
  author = {Benedikt Gräßle and Nis-Erik Bohne and Stefan A. Sauter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.09673},
  year   = {2025}
}