定常Navier-Stokes方程的稳定化有限元方法

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对于黏性不可压缩流动Stokes(Navier-Stokes)方程,其混合有限元方法的研究一直是个热点问题.但经典的混合方法由于LBB条件的限制,排除了低阶元的使用.为了去掉这个束缚,上世纪90年代以来,多种稳定化方法被相继提出.另一方面,当黏性系数很小或雷诺数很大时,方程的椭圆性降低, N-S方程就呈现出对流占优.针对对流占优的研究也是N-S方程的一个难点.本文针对N-S方程的这两个方面展开研究,对N-S方程提出了流线扩散型压力投影稳定化方法.这种方法既不要求有限元空间满足LBB条件,同时也克服了对流占优带来的不稳定性. 第一章绪论介绍了Stokes(Navier-Stokes)方程稳定化方法的研究背景. 第二章讨论定常Navier-Stokes方程的压力投影稳定化方法.将压力投影稳定化方法应用到定常N-S方程,对等阶速度压力有限元空间,定义了一个统一的有限元格式并给出了详细的理论分析. 第三章讨论当黏性系数很小时,定常N-S方程的稳定化方法.在这一章针对对流占优的N-S方程采用低阶P<,1>/P<,1>,Q<,1>/Q<,1>,P<,1>/P<,0>,Q<,1>/Q<,0>元逼近,提出流线扩散型压力投影低阶稳定化有限元方法,证明了有限元格式解的存在性,唯一性,给出了最优误差估计.
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