Nédélec 元素和牛顿法

计算科学 有限元 pde 数值分析 牛顿法 电磁学
2021-12-06 16:46:26

如果您想开发变分不等式的数值算法,您通常会选择Semismooth Newton Method在许多情况下,这种方法涉及函数的导数,这导致函数的逐点评估maxminLp

但是,如果您使用例如拉格朗日元素进行离散化,这并不是什么大问题,因为它们的自由度代表节点中的逐点评估。

如果自由度是边缘上切向分量的积分,您的算法和牛顿步显然无法收敛!的 Nédélec Elements 就是这种情况H0(curl,Ω)

我无法找到有关此主题的任何内容,所以我的问题是:是否有文献可以解决这些问题甚至是简单的解决方案?

2个回答

约束需要基于合理的物理学。因此,如果您使用的是 Nedelec 元素,那么这可能是因为您的物理场基于卷曲和切向分量,并且您拥有的任何约束也合理地仅包含这些。所以问题并不比其他情况大。如果您的问题需要约束中的逐点连续性,那么您要么要求物理上不合理的东西,要么选择了错误的元素。

原谅如果我错了,但在您的问题中,您可以在PDF中的非平滑系数的结果困惑解决方案的规律性,以及您在您的一周形式中适当地选择的近似空间。

根据经验,如果在近似场上作用梯度算子,则需要 H1 空间,如果散度 H-div 和 H-curl curl 算子。如果给定的字段没有应用差异,则可以使用 L2 空间。

它是拼图逼近基的第三个组成部分,原则上可以从空间中独立选择。具有多项式基的 H-div 和 H-curl 空间的具体实现是 RT 元素和 Nédélec 元素。您可以具有奇异性的近似基,其中解在该点或曲线上不规则。在可塑性或您提到的情况下(系数中的最大函数),由于解的规律性,您需要低阶元素。

如果您在 PDE 中的系数具有取决于解的最大项,那么您可以正则化问题,例如像这样 其中,例如有了这个技巧,你的牛顿法就会奏效。你可以看看在接触力学中做了什么,已经做了大量的工作来解决这类问题,例如,主动集策略的 Popp 方法。

max(uh,a)=(uh+a+1r|uha|r)/2
r1r=1.01