正三角网格上高波数Helmholtz方程内罚有限元方法的色散分析

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本文考虑高波数Helmholtz方程内罚有限元方法的加罚参数选取问题。已知当波数比较大时候,普通有限元方法会受到污染效应的影响,即有限元解的误差与有限元空间最佳逼近的误差的比值随k的增大而增大。比如,线性有限元解在H1范数下的污染误差阶为O(k3h2),且与色散分析得到的相位差同阶。考虑正三角形剖分下的线性内罚有限元离散,通过色散分析,证明了通过选取适当的加罚参数,可以使内罚有限元解的相位差减少为O(k5h4)。数值实验表明,选取适当的加罚参数可以显著减少内罚有限元解的H1污染误差。
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