当四边形倾斜时,意外元素仍然是多项式完整的吗?

计算科学 有限元
2021-12-09 01:42:29

我以前没有实现过这些元素,但我喜欢它们与(例如)拉格朗日插值的张量积相比减少的基数,这是非常“过完备的”(特别是对于大于 2 的订单)

我认为它们并不完整。我的测试程序采用四边形并构建质量(投影?)矩阵,该矩阵由 8 个偶然函数 + 6 个构成二阶多项式基 ( ) 的函数组成。Matlab 报告矩阵的秩为 9(不是 8),表明在多项式基础内有一个函数无法捕获。问题是,第 9 个特征值就像14×141 x y xx xy yy105与其他人相比,偶然性基础“几乎”捕获了所有多项式,只是几乎没有。当我故意将四边形设为矩形时,秩报告为 8,第 9 个特征值消失到机器精度。第 9 个特征值随着四边形越来越偏斜而增长。

在更仔细地重新检查了我的参考资料(Huebner 的“工程师的有限元方法”,第 167-171 页)后,我的怀疑进一步增加了 - 意外功能在标题为“矩形元素”的部分中(例如正交边),并且有在“任意四边形元素”中没有提到它们。

我一直在谷歌搜索和重新搜索,但认为这里的某人可能知道他们的头脑,更熟悉这个空间(似乎它在结构中更常见 - 我更像是一个电磁学专家)。

1个回答

非仿射网格确实缺乏偶然性空间。一个很好的参考是

我不喜欢意外空间。节省的自由度数量不是很高(尤其是在 3D 中),并且它们的效果在求解器的第一步中很容易消除,因此它们实际上并不花费太多。例如,稀疏直接求解器在其第一步中本质上是对内部节点进行静态压缩。总成本不取决于这些自由度,因为它不会更改最小顶点分隔符。矩阵的那些行也比接口节点具有更少的自由度。此外,保留完整的张量积可以在本地计算中进行性能优化。