Eintrag in der Universitätsbibliographie der TU Chemnitz
Volltext zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:swb:ch1-200601648
Pönitz, Kornelia (Dipl.-Math. techn.)
Heinrich, Bernd (Prof. Dr. rer. nat. habil.) ; Roos, Hans-Görg (Prof. Dr. rer. nat. habil.) ; Wohlmuth, Barbara (Prof. Dr. rer. nat. habil.) (Gutachter)
Finite-Elemente-Mortaring nach einer Methode von J. A. Nitsche für elliptische Randwertaufgaben
Kurzfassung in deutsch
Viele technische Prozesse führen auf Randwertprobleme mit partiellen Differentialgleichungen, die mit Finite-Elemente-Methoden näherungsweise gelöst werden können. Spezielle Varianten dieser Methoden sind Finite-Elemente-Mortar-Methoden. Sie erlauben das Arbeiten mit an Teilgebietsschnitträndern nichtzusammenpassenden Netzen, was für Probleme mit komplizierten Geometrien, Randschichten, springenden Koeffizienten sowie für zeitabhängige Probleme von Vorteil sein kann. Ebenso können unterschiedliche Diskretisierungsmethoden in den einzelnen Teilgebieten miteinander gekoppelt werden.In dieser Arbeit wird das Finite-Elemente-Mortaring nach einer Methode von Nitsche für elliptische Randwertprobleme auf zweidimensionalen polygonalen Gebieten untersucht. Von besonderem Interesse sind dabei nichtreguläre Lösungen (u in H^{1+delta}(Omega), delta>0) mit Eckensingularitäten für die Poissongleichung sowie die Lamé-Gleichung mit gemischten Randbedingungen. Weiterhin werden singulär gestörte Reaktions-Diffusions-Probleme betrachtet, deren Lösungen zusätzlich zu Eckensingularitäten noch anisotropes Verhalten in Randschichten aufweisen.
Für jede dieser drei Problemklassen wird das Nitsche-Mortaring dargelegt. Es werden einige Eigenschaften der Mortar-Diskretisierung angegeben und a-priori-Fehlerabschätzungen in einer H^1-artigen sowie der L_2-Norm durchgeführt. Auf lokal verfeinerten Dreiecksnetzen können auch für Lösungen mit Eckensingularitäten optimale Konvergenzordnungen nach gewiesen werden. Bei den Lösungen mit anisotropen Verhalten werden zusätzlich anisotrope Dreiecksnetze verwendet. Es werden auch hier Konvergenzordnungen wie bei klassischen Finite-Elemente-Methoden ohne Mortaring erreicht. Numerische Experimente illustrieren die Methode und die Aussagen zur Konvergenz.
| Universität: | TU Chemnitz | |
| Institut: | Professur Angewandte Mathematik (Wissenschaftliches Rechnen) | |
| Fakultät: | Fakultät für Mathematik | |
| Dokumentart: | Dissertation | |
| Betreuer: | Heinrich, Bernd (Prof. Dr. rer. nat. habil.) | |
| URL/URN: | http://archiv.tu-chemnitz.de/pub/2006/0164 | |
| SWD-Schlagwörter: | Anisotropes Gitter , Eckensingularität , Finite-Elemente-Methode , Lamé-Gleichung , Mortar-Element-Methode , Reaktions-Diffusionsgleichung | |
| Freie Schlagwörter (Deutsch): | A-priori-Fehlerabschätzung , Anisotrope Netze , Lokal nichtkonforme Netze , Netzgraduierung , Poissongleichung , Randschichten | |
| DDC-Sachgruppe: | Mathematik | |
| Tag der mündlichen Prüfung | 29.06.2006 |
