可压缩核废料污染问题的混合有限元方法的超收敛性

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Douglas等人在文献“Numerical methods for a model for compressible miscible displacement in porous media”中给出了可压缩混溶驱动问题的数值求解方法。同年,J.Jr.Douglas,R.E.Ewing和M.F.Wheeler在文献   “The approximation of the pressure by a mixed method in the simulation of miscible displacement”中提出并分析了在周期性假定下不可压缩的混溶驱动问题。在1989年到1991年期问,Ewing,Douglas等人介绍了对于混合有限元方法,沿Gauss线的达西速度的超收敛问题,同时Ewing等人又指出在混溶驱动问题中将混合有限元方法求解压力和用标准有限元方法求解浓度结合起来是很自然的想法。   陈艳萍在文献“Apphcation of superconvergence to a model for compressible miscible displacement”中介绍了一种处理可压缩混溶驱动模型的超收敛问题的方法。在处理过程中,为了使得R.E.Ewing,J.Shen和J.Wang在文献“Application of superconvergence to problem in thesimulation of miscible displacement”中得到的超收敛结论得到保留,引入了延拓的达西速度u*的概念。在半离散格式中,将浓度方程中的达西速度u换成u*。在误差分析过程中利用R.E.Ewing,J.Shen和J.Wang在文献中关于u*的引理和结论处理含有u*项的误差估计。在陈艳萍的这篇文献中,利用了L2投影处理可压缩项(a)p/(a)t。最后得到了超收敛结论。   本文研究一类非线性的抛物方程组,描述多孔介质中可压缩核废料污染问题。该方程组包括流动方程、能量方程、主要元素浓度方程和微量元素浓度方程。在处理过程中,采用了陈艳萍文献中的处理方法,引入了后处理的达西速度u*。在处理能量方程时,因分析的需要又引入了压力p的延拓p*,应用R.E.Ewing,J.Shen,和J.Wang的文献中的方法,得出关于p*的相应的一些结论和引理。在分析的过程中,同时还要注意到该方程组中各个方程之间的藕合关系,从而适当的安排分析的顺序。   本文对核废料污染可压缩问题耦合非线性偏微分方程组建立了混合有限元和标准有限元的半离散格式和全离散格式,并进行了误差分析,最后得到关于半离散格式和全离散格式的超收敛结论。
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