Phương pháp bình phương tối thiểu đơn giản cho phân tích phần tử hữu hạn của bài toán Navier-Stokes

Computational Mechanics - Tập 8 - Trang 19-24 - 1991
R. Harbord1, M. Gellert1
1Institut für Allgemeine Bauingenieurmethoden, TU Berlin, Berlin 12, FRG

Tóm tắt

Một cách tiếp cận bình phương tối thiểu mới cho bài toán Navier-Stokes không nén, phù hợp cho việc tối thiểu hóa EBE song song, được trình bày. Cách tiếp cận này cho phép xây dựng các phần tử hữu hạn C°-liên tục 2D và 3D đơn giản cho tất cả các biến chính, bao gồm các biến nguyên thủy và độ xoáy, từ đó có thể thỏa mãn một lớp rộng các điều kiện biên. Các ước lượng sai số phần tử hữu hạn theo chuẩn năng lượng được trình bày và việc nội suy tối ưu các biến khác nhau cũng được thảo luận. Tốc độ hội tụ đã được thử nghiệm thành công qua các ví dụ đơn giản với kết quả đáng tin cậy đã biết.

Từ khóa

#bài toán Navier-Stokes #phương pháp bình phương tối thiểu #phần tử hữu hạn #điều kiện biên #nội suy tối ưu

Tài liệu tham khảo

Adini, A.; Clough, R. W. (1961): Analysis of plate bending by the finite element method. Nat. Sci. Found. Rept. G7337, Univ. of California, Berkeley Atkinson, B.; Brocklebank, M. P.; Card, C. C. H.; Smith, I. M. (1969): Low Reynolds number developing flows. AIChE J. 15, 548–553 Burggraf, O. R. (1966): Analytical and numerical studies of the structure of steady separated flows. J. Fluid Mech. 24, 113–151 Ciarlet, P. G. (1978): The finite element method for elliptic problems. Amsterdam: North-Holland Duschek, M.; Hochrainer, R. (1961): Tensorrechnung in analytischer Darstellung, II. Tensoranalysis. Wien: Springer Gellert, M.; Harbord, R. (1990): A stable vorticity-velocity formulation for viscous flow analysis. Comp. Mech. (to appear) Girault, V.; Raviart, P. A. (1979): Finite Element Approximation of the Navier-Stokes Equations. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Kuhnert, F. (1976): Pseudoinverse Matrizen und die Methode der Regularisierung. Leipzig: Teubner Ladyzhenskaya, O. A. (1969): The mathematical theory of viscous incompressible flow. New York: Gordon and Breach Mitchell, A. R.; Wait, R. (1977): The finite element method in partial differential equations. London: Wiley Olson, M. D.; Tuann, S. Y. (1979): New finite element results for the square cavity. Comput. Fluids 7, 123–135 Pironneau, O. (1986): Conditions aux limites sur la pression pour les équations de Stokes et de Navier-Stokes. C. R. Acad. Sc. Paris, t. 303, Série I (a), pp. 403–406 Strang, G.; Fix, G. J. (1973): An analysis of the finite element method. Englewood Cliffs: Prentice-Hall Temam, R. (1977): Theory and numerical analysis of the Navier-Stokes equations. Amsterdam: North-Holland