不连续网格的计算

计算科学 网格
2021-11-29 11:56:24

假设对于基于网格的计算,使用网格使得网格雅可比矩阵是不连续的。例如,在一维空间中,对于域x[0,1],域的一半被域另一侧的两倍网格点均匀覆盖(并且随着网格点数量的增加,这始终保持不变)。此图可以说明此网格,显示网格点的 x 坐标与其归一化为网格点总数的索引。

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该网格的雅可比行列式表示 x 坐标到网格索引的转换,在 x=1/2 处明显不连续。将此类网格用于有限体积计算的有限差分(例如求解 ODE 或 PDE)会有什么影响?它会降低网格收敛到一阶吗?或者不一定?它会导致完全失去电网收敛吗?与基于有限差分或有限体积的方法相比,有限元(或谱元)方法在不连续网格上是否具有优势?

1个回答

我不是这个问题的专家(我在学生时主要使用有限元),但我最近确实使用了有限差分和二维不均匀网格。我的直觉是,如果您使用正确的离散化方案,则不会损失精度 - 事实上,您可能有充分的理由在一个区域拥有更多点。如果你盲目地使用“统一网格”离散化方案,那么你肯定会失去精度。

如果我们为简单起见假设您正在处理 1D 中的有限差分,那么您真正想要的是离散化网格上的运算符。例如在这里完成: https ://math.stackexchange.com/questions/2470702/finite-difference-method-for-non-uniform-grid

通过适当的离散化,您应该能够获得正确的收敛顺序。

编辑:

我今天正在寻找类似的问题,并且遇到了这个答案,其中引用的文章确实值得一读。 https://scicomp.stackexchange.com/a/481/41372