In this paper we develop finite difference schemes for elliptic problems with piecewise continuous coefficients that have (possibly huge) jumps across fixed internal interfaces. In contrast with such problems involving one smooth non-intersecting interface, that have been extensively studied, there are very few papers addressing elliptic interface problems with intersecting interfaces of coefficient jumps. It is well known that if the values of the permeability in the four subregions around a point of intersection of two such internal interfaces are all different, the solution has a point singularity that significantly affects the accuracy of the approximation in the vicinity of the intersection point. In the present paper we propose a fourth-order 9-point finite difference scheme on uniform Cartesian meshes for an elliptic problem whose coefficient is piecewise constant in four rectangular subdomains of the overall two-dimensional rectangular domain. Moreover, for the special case when the intersecting point of the two lines of coefficient jumps is a grid point, such a compact scheme, involving relatively simple formulas for computation of the stencil coefficients, can even reach sixth order of accuracy. Furthermore, we show that the resulting linear system for the special case has an M-matrix, and prove the theoretical sixth order convergence rate using the discrete maximum principle. Our numerical experiments demonstrate the fourth (for the general case) and sixth (for the special case) accuracy orders of the proposed schemes. In the general case, we derive a compact third-order finite difference scheme, also yielding a linear system with an M-matrix. In addition, using the discrete maximum principle, we prove the third order convergence rate of the scheme for the general elliptic cross-interface problem.


翻译:在本文中,我们为离心机问题制定了有限的差异方案,其端点连续系数具有(可能很大)跨越固定内部界面的直径持续系数。与已经广泛研究的涉及一个平滑的非交叉界面的问题形成对比,很少有文件处理离心机界面问题和系数跳动的交叉界面。众所周知,如果四个次区域在两个内部界面交汇点周围的透视性值不同,解决方案有一个点异性,大大影响到在交叉点附近接近的准确性。在本文中,我们提议对一个离心机型问题采用四级九点定点定值差异方案,用于处理一个离心型问题,其系数在整体两维矩形矩形域的四个正方形次边框中是固定的。此外,对于两个系数跳动的三线的交叉点都是一个网格点,因此,这种紧凑凑率方案涉及相对简单的计算线性硬度系数的公式,甚至可以达到六级的离心机率差。我们用一条离心机机率原则来证明一个特别的直径直径直径直径的系统。此外,我们用一个直径直径直径直径直判的测测测测。我们要的直判法,然后用一个直判法的直判法,我们用一个直判法的直判法。我们用一个直判法的直判法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
76+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月10日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
15+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
vae 相关论文 表示学习 1
CreateAMind
12+阅读 · 2018年9月6日
LibRec 精选:推荐的可解释性[综述]
LibRec智能推荐
10+阅读 · 2018年5月4日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员