斯托克斯和达西方程的 P2/P0 和 P2/(P1+P0) 有限元

计算科学 有限元
2021-12-16 03:28:38

通常我见过用于斯托克斯方程的 P2/P1 元素,但我想使用 P2/(P1+P0) 和 P2/P0 元素,因为我想确保局部质量守恒。当我说 P2/(P1+P0) 时,我只是指分别连接 P1 和 P0 的基础。

我在 FEniCS 中用两个元素对运行了简单的问题,虽然速度在两种情况下都很好(即元素方面的保守),但压力确实有点搞砸了。

我被告知关于使用任何具有分段常数的压力的不同意见。我听说 P2/P0 对于 3D 元素不是 LBB 稳定的(但是,我没有看到这种情况发生,因为我没有得到节点到节点的虚假振荡),尽管这可能解释了为什么我的压力看起来搞砸了。我还听说 P2/P0 在 3D 中应该是可行的(因此 P2/(P1+P0) 也应该可以工作)。

所以我想我的问题是,理论上 P2/P0 和/或 P2(P1+P0) 元素是否稳定且可用于 3D 斯托克斯和达西问题?

1个回答

从 Gresho 和 Sani 的书“不可压缩流和有限元方法”第 462 页开始的表格说P2P0是稳定的,但只有一阶并且P2(P1+P0)也是稳定的,但有两种静水模式,您应该考虑。这就是斯托克斯的全部内容,因此您应该寻找其他有关达西流的参考资料。