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Discontinuous Galerkin Method.zip - 间断有限元方法_galerkin_method_galerkin 方法

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简介:
本资料包介绍和探讨了间断伽辽金(DG)方法的核心理论与应用实践。内容涵盖Galerkin方法原理、数值模拟技术及其在科学计算中的广泛用途。适合研究该领域的学者和技术人员参考学习。 间断有限元的MATLAB程序非常实用。希望提供一个清晰且易于使用的版本。

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客服
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  • Discontinuous Galerkin Method.zip - _galerkin_method_galerkin
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    本资料包介绍和探讨了间断伽辽金(DG)方法的核心理论与应用实践。内容涵盖Galerkin方法原理、数值模拟技术及其在科学计算中的广泛用途。适合研究该领域的学者和技术人员参考学习。 间断有限元的MATLAB程序非常实用。希望提供一个清晰且易于使用的版本。
  • 一种用于Cahn-Hilliard程的Galerkin
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    本文提出了一种基于间断伽辽金有限元法的新算法来解决Cahn-Hilliard方程,该方法在保证数值解稳定性的前提下提高了计算效率和精度。 本段落对四阶Cahn-Hilliard方程的间断有限元方法进行了分析与测试。该方法不同于传统的局部间断有限元方法,在应用中无需引入额外辅助变量。
  • 基于局部Galerkin的二维热传导分析(2012年)
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    本文于2012年探讨了利用局部间断Galerkin方法对二维热传导方程进行有限元分析,提出了一种高效的数值求解策略。 本段落讨论了局部间断Galerkin有限元方法在求解二维热传导方程中的应用。通过引入辅助变量将含有二阶导数的热传导方程转换为一阶偏微分方程组,在空间上采用间断有限元进行离散,得到一组常微分方程组;时间方向则使用显式方法进行离散处理。最后通过数值算例验证了该方法的有效性和收敛精度。
  • MATLAB中用求解声波
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    本研究探讨了在MATLAB环境下采用间断有限元方法求解声波方程的有效性与准确性,为声学问题提供了新的计算途径。 采用间断有限元方法求解二维声波方程,在空间上使用间断有限元离散化,在时间上则采用三阶龙格库塔法进行离散处理。具体形式为:Utt = Uxx + Uyy,初始条件设定为:U(t=0) = sin(2π(x+y)) 和 Ut(t=0) = 0;其中空间坐标范围限定在 0 ≤ x, y < 1 内。
  • 利用求解浅水程(2007年)
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    本文采用间断有限元方法探讨浅水方程的数值解法,通过理论分析与实例验证了该方法在解决复杂流体动力学问题中的高效性和准确性。 基于间断迦辽金有限元方法建立了一个求解二维、深度平均浅水方程的模型。该模型从浅水方程这一系列双曲方程组按照守恒律推导而来。通过在某一单元积分方程组并乘以基函数,可以得到一个弱解,并假设未知量为间断分布的多项式逐个单元求解。由于间断有限元方法具有局部特性,因此可以通过提高插值多项式的次数来提升模拟精度。同时,该方法还具备局部守恒特征,能够结合数值通量有效处理高流动梯度问题。最终给出了利用间断有限元进行数值模拟的结果。
  • 计算流体力学中使用的
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    本研究探讨了在计算流体力学领域应用的间断有限元方法,分析其优势与局限性,并探索该技术在未来复杂流动问题中的潜力。 本段落探讨计算流体力学(CFD)中的间断有限元方法(DG),这是一个工程科学与应用数学的重要领域,通过数值模拟研究流体流动及其相关现象。 ### 一、计算流体力学(CFD) 计算流体力学是一种预测和分析流体运动的方法。它基于求解纳维-斯托克斯方程等流体动力学方程组来实现这一目标,并广泛应用于航空航天、汽车工业、气象预报及生物医学工程等领域。CFD的核心在于将复杂的连续问题转化为一系列可计算的数学模型,从而对流动特性进行精确分析和预测。 ### 二、间断有限元方法(DG) 间断有限元法是一种用于偏微分方程数值解的技术,在处理具有复杂几何结构或存在不连续性(如激波)的问题时特别有效。与传统的连续有限元法相比,DG允许单元边界上的解出现跳跃,这使得它在解决高速流、多相流等问题上更为适用。该方法结合了有限体积和有限元的优点,并且能够独立地在一个单元内构建高阶多项式逼近。 ### 三、《Discontinuous Finite Elements in Fluid Dynamics and Heat Transfer》书籍解析 由Ben Q. Li教授编写的《间断有限元在流体力学与传热中的应用》一书,是CFD领域的重要参考资料。书中详细介绍了DG方法的理论基础及其在流体动力学和热量传递问题上的实际应用案例,并通过167幅插图直观展示了各种复杂流动现象。 ### 四、间断有限元方法的应用 间断有限元法被广泛应用于计算流体力学中,如航空航天工业中的超音速飞行器气动特性模拟;汽车设计时的空气动力优化;环境科学领域的大气污染扩散预测以及能源工程中的热交换设备设计等方面。此外,在生物流体动力学、地质流体动力学等交叉学科也有广泛的应用。 综上所述,计算流体力学中的间断有限元方法不仅是一门学术研究的重要课题,也是现代工程技术中不可或缺的工具。随着计算机硬件性能提升和数值算法的进步,DG在解决复杂问题方面展现出巨大的潜力,并为科学研究与工程创新提供了新的机会。
  • 与边界
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    《有限元与边界元方法》是一本详细介绍工程分析中两种重要数值计算技术的书籍。书中深入阐述了有限元法和边界元法的基本原理、应用范围及其相互比较,为读者提供了全面理解及运用这些方法的知识体系。 本书深入浅出地介绍了有限单元法(Finite Element Method, FEM)与边界元法(Boundary Element Method, BEM),这两种在工程力学问题求解中广泛应用的数值计算方法,特别是在结构分析、流体力学及热传导等领域。 1. 有限单元法(FEM) - 绪论部分介绍了该方法的基本思想和操作流程,并通过实例展示了如何将连续体离散化成简单元素进行分析。书中详细讲解了平面问题中的三角形应变单元,涵盖了结点位移、应力与应变之间的关系及形状函数和面积坐标的定义。 2. 边界元法(BEM) - 尽管本书未具体描述边界元法的细节,但根据书名可以推测书中将讨论如何利用边界条件来解决特定问题。边界元法则专注于问题的边界而非整个区域,在处理某些类型的问题时较有限单元法更为高效。 3. 应用领域 - 除了结构力学之外,这两种方法还被广泛应用于热传导、电磁场分析、声学及流体力学等多个方面。 4. 程序设计与实践应用 - 书中提供了平面问题的有限元和边界元法计算程序及其使用说明,以帮助读者将理论知识付诸实践。这些资源有助于加深对两种方法的理解,并指导如何进行实际数值计算。 《有限单元法和边界元法》是一本结合了基础理论与实用指南的教材,对于希望掌握这两种重要计算工具的学生及专业人士来说非常有价值。通过学习本书内容,读者能够具备解决复杂工程问题的能力并有效运用这些技术来分析物理现象。
  • 非线性
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    《非线性有限元方法》是一本专注于工程结构分析中复杂问题求解的专业书籍,深入讲解了非线性有限元理论与应用技术。 这是一本关于非线性有限元方法的电子书,提供高清版本,并且是最新、经典的英文著作。
  • 关于非定常斯托克斯程的弱Galerkin的研究论文
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    本研究论文探讨了针对非定常斯托克斯方程的新型弱Galerkin有限元方法,通过创新性地应用弱形式伽辽金技术来提高数值解的准确性和稳定性。该方法为流体力学中复杂问题提供了一种有效的求解途径。 弱Galerkin有限元方法是求解非定常斯托克斯方程数值问题的重要研究领域之一。斯托克斯方程在流体力学中用来描述粘性流体的运动,广泛应用于气象、海洋以及工程等领域。当这些流动过程随时间变化时,则需要处理非定常斯托克斯方程。由于这类方程通常没有解析解,因此数值方法成为求解的主要手段。 有限元法(FEM)是现代计算力学和计算流体力学中的主要工具之一,通过将连续域分割为小的离散单元,并利用数值积分技术来解决微分方程问题。传统有限元方法中,通常使用满足Babuska-Brezzi条件的一对空间来逼近解,但这种方法存在一定的局限性:例如对于网格的要求较高,在处理复杂边界时可能遇到挑战。 弱Galerkin有限元法(WG FEM)由Junping Wang教授于2011年首次提出。这是一种改进的有限元方法,其核心是将微分算子以分布形式或广义函数的形式表示出来,从而可以有效地处理不可微或者不连续的情况。该方法的主要特点包括:近似解是非连续的;常规导数被转换为分布形式。 本段落中作者介绍了基于速度-压力公式的非定常斯托克斯方程弱Galerkin有限元法的研究成果。通过使用斯托克斯投影,可以得到关于速度H1范数和速度及压力L2范数的最佳阶误差估计。这意味着利用该方法可以获得最优收敛速率的数值解精度保证。 斯托克斯投影是一种将流体的速度场映射到一个具有特定性质(如无旋性和不可压缩性)的有限维空间的技术,这在处理涉及粘性效应的问题时非常有用。 在计算数学中,误差估计是评估数值方法性能的关键工具。最优阶误差估计表明,在一定的网格尺寸下,解与精确值之间的差异遵循某种理论上的收敛速率(如线性或二次)。具有这种性质的数值方法通常表现出良好的稳定性和精度。 该研究成果发表于《美国计算数学杂志》2018年第8期,并由开放获取期刊提供。文章作者来自青岛科技大学数学与物理学院,分别是陈宁和海明顾。文中基于斯托克斯投影,在速度-压力公式框架下构建了非定常斯托克斯方程的弱Galerkin有限元方法,并证明该方法在H1范数及L2范数上具有最佳阶误差估计。这项研究为非定常斯托克斯方程数值求解提供了一种新的途径,对进一步探索更复杂的流体力学问题有重要的参考价值和推动作用。
  • 基于求解Helmholtz
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    本研究采用有限元方法探讨并求解Helmholtz方程,旨在提高声学与电磁学问题中的波传播及散射现象分析精度。 Helmholtz方程的有限元解法可以通过任意加密网格剖分来求解,并且结果可以用图像显示出来。