Based on the Stokes complex with vanishing boundary conditions and its dual complex, we reinterpret a grad-curl problem arising from the quad-curl problem as a new vector potential formulation of the three-dimensional Stokes system. By extending the analysis to the corresponding non-homogeneous problems and the accompanying trace complex, we construct a novel $\boldsymbol{H}(\operatorname{grad-curl})$-conforming virtual element space with arbitrary approximation order that satisfies the exactness of the associated discrete Stokes complex. In the lowest-order case, three degrees of freedom are assigned to each vertex and one to each edge. For the grad-curl problem, we rigorously establish the interpolation error estimates, the stability of discrete bilinear forms, and the convergence of the proposed element on polyhedral meshes. As a discrete vector potential formulation of the Stokes problem, the resulting system is pressure-decoupled and symmetric positive definite. Some numerical examples are presented to verify the theoretical results.


翻译:基于具有零边界条件的Stokes复形及其对偶复形,我们将四旋度问题中产生的grad-curl问题重新解释为三维Stokes系统的一种新向量势形式。通过将分析推广至相应的非齐次问题及伴随的迹复形,我们构造了一种具有任意逼近阶数的新型$\boldsymbol{H}(\operatorname{grad-curl})$-协调虚拟元空间,该空间满足关联离散Stokes复形的精确性。在最低阶情形中,每个顶点分配三个自由度,每条边分配一个自由度。对于grad-curl问题,我们严格建立了插值误差估计、离散双线性形式的稳定性以及所提单元在多面体网格上的收敛性。作为Stokes问题的离散向量势形式,所得系统具有压力解耦特性且为对称正定。数值算例验证了理论结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
2+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 · 2014年12月31日
A survey on deep hashing for image retrieval
Arxiv
15+阅读 · 2020年6月10日
Augmentation for small object detection
Arxiv
13+阅读 · 2019年2月19日
VIP会员
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31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
2+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 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员