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$\phi$-FEM, a finite element method on domains defined by level-sets: the Neumann boundary case
arXiv - CS - Numerical Analysis Pub Date : 2020-03-26 , DOI: arxiv-2003.11733 Michel Duprez and Vanessa Lleras and Alexei Lozinski
arXiv - CS - Numerical Analysis Pub Date : 2020-03-26 , DOI: arxiv-2003.11733 Michel Duprez and Vanessa Lleras and Alexei Lozinski
We extend a fictitious domain-type finite element method, called $\phi$-FEM
and introduced in arXiv:1903.03703 [math.NA], to the case of Neumann boundary
conditions. The method is based on a multiplication by the level-set function
and does not require a boundary fitted mesh. Unlike other recent fictitious
domain-type methods (XFEM, CutFEM), our approach does not need any non-standard
numerical integration on cut mesh elements or on the actual boundary. We prove
the optimal convergence of $\phi$-FEM and the fact that the discrete problem is
well conditioned inependently of the mesh cuts. The numerical experiments
confirm the theoretical results.
中文翻译:
$\phi$-FEM,由水平集定义的域上的有限元方法:Neumann 边界情况
我们将在 arXiv:1903.03703 [math.NA] 中引入的称为 $\phi$-FEM 的虚拟域类型有限元方法扩展到 Neumann 边界条件的情况。该方法基于与水平集函数的乘法,不需要边界拟合网格。与其他最近虚构的域类型方法(XFEM、CutFEM)不同,我们的方法不需要对切割网格元素或实际边界进行任何非标准的数值积分。我们证明了 $\phi$-FEM 的最佳收敛性以及离散问题的良好条件与网格切割无关。数值实验证实了理论结果。
更新日期:2020-03-27
中文翻译:
$\phi$-FEM,由水平集定义的域上的有限元方法:Neumann 边界情况
我们将在 arXiv:1903.03703 [math.NA] 中引入的称为 $\phi$-FEM 的虚拟域类型有限元方法扩展到 Neumann 边界条件的情况。该方法基于与水平集函数的乘法,不需要边界拟合网格。与其他最近虚构的域类型方法(XFEM、CutFEM)不同,我们的方法不需要对切割网格元素或实际边界进行任何非标准的数值积分。我们证明了 $\phi$-FEM 的最佳收敛性以及离散问题的良好条件与网格切割无关。数值实验证实了理论结果。