hp-FEM 简介

计算科学 有限元 教育 参考请求
2021-12-14 23:25:41

您知道关于hp自适应有限元的良好介绍或调查吗?

特别是我不知道如何构建用于选择空间细化或增加多项式度的启发式方法。

谢谢。

4个回答

William Mitchel 进行了一项出色的调查,A Comparison of hp-Adaptive Strategies for Elliptic Partial Differential Equations

我发现 Rachowicz、Pardo 和 Demkowicz 的“Fully Automatic hp-Adaptivity in Three Dimensions”对在 h 和 p 细化之间进行选择的问题进行了相当全面的讨论,并讨论了权衡和这些权衡的整合进入细化方案。

它在这里可用:http: //dx.doi.org/10.1016/j.cma.2005.08.022

当我练习时,华盛顿大学的 Barna Szabo 是这个领域的人:

http://books.google.com/books/about/Finite_element_analysis.html?id=JsCg-QWUT28C

简而言之,选择 -refinement还是 -refinement的启发式是“哪个对逼近真解最有利”的问题:当真解是平滑的时,我们可以在有限维逼近中增加基的阶数空间来获得高阶收敛,然而,当真解不平滑时,增加多项式阶数不会有太大好处,我们只需使用最低阶元素并进行 -refinement,换句话说,使网格越来越细。hph

因此,它实际上取决于真解的规律性,以及“我们如何从有限元解中提取真解的规律性信息?”的问题。有几种方法可以做到这一点,我列出了其中的两种:

  1. “后验误差估计”,我们构造误差估计器,它仅使用计算中的量来估计局部误差和局部规律性,从而指示我们应该在哪里细化以及我们应该使用的元素的顺序。

  2. 来自数据和领域的解决方案的一些先验知识。例如,在数据方面,考虑以下非光滑系数扩散方程: 解的规律性取决于和更重要,当,这是该方程的通常假设,现在如果是非光滑的,我们知道该解最具有正则性,而不是

    {div(Au)=f in Ωu=g on Ω
    f,gAfL2(Ω)H1(Ω)gH1/2(Ω)AH1+ϵH2由于谐波提升,泊松方程的正则性。那么我们不应该使用二次元来近似它,因为它不会从那些额外的自由度中受益匪浅。在域方面,我们也知道解的规律性也取决于域的几何形状,或者更确切地说,计算域的边界是什么样的,它是否有重入角?是利普希茨吗?是否满足内球条件?所有这些约束都会影响解的局部正则性,当计算域的某些部分的真解的正则性不好时,使用 -refinement。一个著名的玩具问题是 Fichera 角上的 FEM。h

TL,DR:选择的启发式是真解的局部规律:如果解是平滑的,则使用 -refinement;不光滑?使用细化。hpph