边界不规则对误差分析的影响

计算科学 pde 有限差分
2021-12-24 05:40:34

我正在查看类型的 pde一些椭圆运算符和一些域假设我正在用有限差分法解决这个问题,并且想要估计误差。上创建一个网格并计算离散ut=LuLDDL2范数,即在网格上的每个点上,我都会将函数本身与近似解之间的差异取平方,然后求和。这个总和包括所有点,包括边界点。根据 Lax 定理,收敛速度是局部截断误差率,前提是问题是良定的,并且局部截断误差的导数是有界的。但是,假设可以证明弱解存在且唯一,并且在域内部足够光滑,但在边界上它仅在弱意义上得到满足,并且缺乏规律性。所以没有希望局部截断误差中的项在边界上是有界的,它们甚至没有在那里定义。因此,边界上的所有这些点如何导致误差?即使我们细化网格,它们仍然存在,不仅仅是我们用它添加点。

2个回答

椭圆问题在可重入角处具有弱奇异性,因此您必须对解进行弱解释,使得像有限差分这样的强形式离散化不如弱形式离散化(如有限元方法)来分析和计算更自然。规范分析文本是

  • Grisvard (1985)非光滑域中的椭圆问题

具有重入角的域中椭圆系统的求解是自适应有限元方法中的典型问题,因此是数千篇论文的主题。开始研究背景理论的一个好地方是

  • Brenner 和 Scott (1994,2002,2008)有限元方法的数学理论

有许多开源软件包使用由后验误差估计器引导的自适应细化来解决具有可重入角的域中的椭圆问题。

这是有限元方法的分析比有限差分方法的分析简单得多的众多原因之一……