Phương pháp phần tử hữu hạn ổn định bằng chiếu áp suất cho phương trình Navier–Stokes với điều kiện biên trượt phi tuyến

Computing - Tập 87 - Trang 113-133 - 2010
Yuan Li1,2, Kaitai Li2
1College of Mathematics and Information Science, Wenzhou University, Wenzhou, People’s Republic of China
2School of Science, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, People’s Republic of China

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi xem xét phương pháp phần tử hữu hạn ổn định bằng chiếu áp suất cho phương trình Navier–Stokes với các điều kiện biên trượt phi tuyến, có công thức biến thiên tương ứng là bài toán bất đẳng thức biến thiên loại hai với toán tử Navier–Stokes. Chúng tôi thu được các ước lượng sai số H 1 và L 2 cho vận tốc, và ước lượng sai số L 2 cho áp suất. Cuối cùng, các kết quả số được trình bày để xác minh phân tích lý thuyết.

Từ khóa

#phương pháp phần tử hữu hạn #phương trình Navier–Stokes #điều kiện biên trượt phi tuyến #bất đẳng thức biến thiên #sai số

Tài liệu tham khảo

Temam R (1966) Sur l’approximation des solutions des equations de Navier–Stokes. CR Acad Sci Paris Ser A 262: 219–221 Temam R (1968) Une méthode d’approximation des solutions des équations de Navier–Stokes. Bull Soc Math France 98: 115–152 Kechkar N, Silvester D (1992) Analysis of locally stabilized mixed finite element methods for the Stokes problem. Math Comput 58: 1–10 He Y, Wang A, Mei L (2005) Stabilized finite-element method for the stationary Navier–Stokes equations. J Eng Math 51(4): 367–380 Fujita H (1993) Flow problems with unilateral boundary conditions. Lecons, Collège de France Fujita H (1994) A mathematical analysis of motions of viscous incompressible fluid under leak or slip boundary conditions. RIMS Kokyuroku 888: 199–216 Saito N (2004) On the Stokes equations with the leak and slip boundary conditions of friction type: regularity of solutions. Pub RIMS, Kyoto University 40: 345–383 Fujita H (2001) Non-stationary Stokes flows under leak boundary conditions of friction type. J Comput Math 19: 1–8 Fujita H (2002) A coherent analysis of Stokes folws under boundary conditions of friction type. J Comput Appl Math 149: 57–69 Fujita H, Kawarada H (1998) Variational inequalities for the Stokes equation with boundary conditions of friction type. Recent developement in domain decomposition methods and flow problems. GAKUTO Int Ser Math Sci Appl 11: 15–33 Saito N, Fujita H (2001) Regularity of solutions to the Stokes equation under a certain nonlinear boundary condition. The Navier–Stokes equations. Lect Notes Pure Appl Math 223: 73–86 Yuan Li, Kaitai Li (2008) Penalty finite element method for Stokes problem with nonlinear slip boundary conditions. Appl Math Comput 204(1): 216–226 Bochev P, Dohrmann C, Gunzburger M (2006) Stabilization of low-order mixed finite element. SIAM J Numer Anal 44(1): 82–101 Li J, He Y (2008) A stabilized finite element method based on two local Gauss integrations for the Stokes equations. J Comput Appl Math 214(1): 58–65 Li J, He Y, Chen Z (2007) A new stabilized finite element method for the transient Navier–Stokes equations. Comptu Methods Appl Mech Eng 197(1–4): 22–35 Li J, He Y, Chen Z (2009) Performance of several stabilized finite element methods for the Stokes equations based on the lowest equal-order pairs. Computing 86(1): 37–51 Li Y, Li K (2010) Uzawa iteration method for stokes type variational inequality of the second kind. Acta Math Appl Sin. doi:10.1007/s10255-009-8119-0 Evans LC (1998) Partial differential equations. American Mathematical Society, Providence