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求解微分方程的间断有限元方法(DG)是近年来的热门研究课题,该方法广泛应用到了科学和工程等各个领域。本文将用直接间断有限元方法(DDG)求解奇异摄动问题,该方法与传统的间断有限元方法相比的优点是:直接间断有限元方法在不引入中间变量和增加稳定项的情况下,通过直接对函数和一阶导数项取数值通量来导出数值格式,依然可以得到比较合理的数值结果,且推导过程更为简单,计算量大大减少。
直接间断有限元方法的关键在于如何选取合适的数值通量。对于单元边界处导数项的数值通量,本文采用一种既包含解的跳跃又包含解的导数的平均的取法,对于对流项的数值通量,文章沿用间断有限元方法的迎风通量的选取。
本文将证明求解一维和二维奇异摄动问题的DDG方法的解的存在性和唯一性,相关的数值例子说明了该方法的有效性。