切变带形成模型的混合有限元分析

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混合有限元方法是上世纪六七十年代逐渐发展起来的,一般涉及两个或两个以上的有限元逼近空间。该方法在弹性力学,流体力学等方面有着很好的应用,七十年代Babuska和Brezzi分别提出了混合有限元的抽象理论,奠定了混合法的理论基础。 本文讨论了一类非定常的切变带形成模型的半离散混合有限元方法,该问题包含了两个耦合的非线性偏微分方程,含有速度与温度这两个未知量,模拟了热塑性材料剪切变形的非线性瞬态问题。该模型在金属成形加工过程,弹道冲击及渗透过程等领域具有很重要的应用价值。最早由Madani与Maddocks[1]考虑了切变带模型的一维情形,French与Garcia对该问题作了半离散有限元逼近,在对真解和离散解作了一定的正则性假设的条件下,给出了L<2>范数下的误差估计。谢小平等[3]对该问题发展了一种全离散的有限元格式,并导出了相应的误差估计。本文的主要目的是引入一个中间变量,构造出新的混合变分格式,并采用Raviart-Thomas有限元空间逼近,最后得出半离散解的L<2>范数的误差估计。
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