El método de elemento finito adaptativo para la solución de la ecuación de poisson con coeficientes discontinuos
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Date
2016
Authors
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Publisher
Universidad Nacional de Trujillo
Abstract
En este trabajo se ha investigado el comportamiento numérico de la solución de la ecuación de Poisson con condiciones de Dirichlet en la frontera y coeficientes discontinuos usando el método de elemento finito adaptativo que consiste en dis- cretizar el dominio, la variable y la ecuación, luego analizar el error en cada uno de los elementos para refinar la malla donde se obtenga el mayor error con el propósito de encontrar la mejor solución aproximada de la ecuación de poisson con coeficiente discotinuo. El modelo discreto de la geometría del dominio ha sido obtenido con un generador de mallas de elementos finitos, cuyo código se ha hecho en Matlab. Al ejecutar el programa de elementos finitos que implementa la ecuación de poisson con coeficientes discontinuos sobre una malla adaptativa nos damos cuenta que la discontinuidad de a(x) afecta la solución en algunos elementos, es alli donde se ha re- finado la malla para disminuir el error y mejorar la solución de aproximación. Debido a ello se ha realizado un análisis de error llegando a determinar que el mayor error se ha generado alrededor de las discontinuidades, llegando a la conclusión de que para una mejor aproximación debemos calcular la estimación del error aposteriori y generar un refinamiento estratégico en las zonas de discontinuidad del coeficiente a(x).
Description
This paper has investigated the numerical behavior of the solution of the Poisson equation with Dirichlet conditions on the border and discontinuous coefficients using the method of adaptive finite element consisting of discretization the domain, the variable and the equation, then analyze the error in each of the elements to refine the mesh where the biggest mistake is obtained in order to find the best approx- imate solution of the poisson equation with discontinuous coefficient. The discrete model of the domain geometry has been obtained with the generator of finite ele- ment mesh, whose code has been done in Matlab. When you run the finite element program that implements the Poisson equation with discontinuous coefficients for an adaptive mesh we realize that the discontinuity of a(x) affects the solution in some elements, where it has been refined mesh to reduce the error and improve the solution approach. Because it has been made an error analysis coming to determine that the biggest mistake has been generated around the discontinuities, reaching the conclusion that for a better approximation we calculate the estimate of the a posteriori error, and generate a strategic refinement in areas discontinuity coefficient a(x).
Keywords
Refinamiento, Elemento finito, Malla adaptativa