中国科学(数学)2024,Vol.54Issue(3) :337-354.DOI:10.1360/SSM-2023-0042

任意区域的网格自动生成和任意高阶有限元方法

An arbitrarily high-order finite element method on arbitrarily shaped domains with automatic mesh generation

陈志明 刘勇
中国科学(数学)2024,Vol.54Issue(3) :337-354.DOI:10.1360/SSM-2023-0042

任意区域的网格自动生成和任意高阶有限元方法

An arbitrarily high-order finite element method on arbitrarily shaped domains with automatic mesh generation

陈志明 1刘勇1
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作者信息

  • 1. 中国科学院数学与系统科学研究院,北京 100190
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摘要

本文首先简要介绍非拟合网格有限元方法求解复杂区域上椭圆问题的发展现状.然后结合最近本文作者发展的非拟合网格有限元方法,针对二阶椭圆方程提出一种任意光滑区域上的任意高阶协调有限元方法.本文在带悬点的Cartesian网格上自动生成诱导网格,在诱导网格上构造协调的高阶有限元空间,采用Nitsche技术处理Dirichlet边界条件,并证明方法的适定性和hp先验误差估计.数值算例验证了本文的理论结果.

Abstract

In this paper,we first review the recent progress of unfitted finite element methods for solving elliptic equations on domains with complex geometry.Then we propose an arbitrarily high-order conforming unfitted finite element method defined on automatically generated induced meshes from Cartesian meshes with hanging nodes.The induced mesh allows us to use a simple treatment of the hp finite element method to deal with the hanging nodes to construct a high-order conforming finite element space.Nitsche techniques are used to deal with the Dirichlet boundary conditions.The stability and the hp a priori error estimates of our methods are established.Numerical examples confirm our theoretical findings.

关键词

非拟合网格有限元/hp先验误差估计/网格自动生成

Key words

unfitted finite element/hp a priori error estimate/automatic mesh generation

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基金项目

国家自然科学基金(11831016)

国家自然科学基金(12288201)

国家自然科学基金(12201621)

科技部重点研发专项(2019YFA0709600)

出版年

2024
中国科学(数学)
中国科学院

中国科学(数学)

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.221
ISSN:1674-7216
参考文献量51
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