A Fast Direct Algorithm for Implementing a High-Order Finite Element Method on Rectangles as Applied to Boundary Value Problems for the Poisson Equation

Zlotnik A.A.; Zlotnik I.A.

doi:10.1134/S1064562417020089

Публикации

?

A Fast Direct Algorithm for Implementing a High-Order Finite Element Method on Rectangles as Applied to Boundary Value Problems for the Poisson Equation

Doklady Mathematics. 2017. Vol. 95. No. 2. P. 129–135.

Zlotnik A.A., Zlotnik I.A.

A new fast direct algorithm for implementing a finite element method (FEM) of order on rectangles as applied to boundary value problems for Poisson-type equations is described that extends a well-known algorithm for the case of difference schemes or bilinear finite elements (n = 1). Its core consists of fast direct and inverse algorithms for expansion in terms of eigenvectors of one-dimensional eigenvalue problems for an nth-order FEM based on the fast discrete Fourier transform. The amount of arithmetic operations is logarithmically optimal in the theory and is rather attractive in practice. The algorithm admits numerous further applications (including the multidimensional case).

Приоритетные направления: компьютерно-математическое математика

Язык: английский

Полный текст

DOI

Текст на другом сайте

Ключевые слова: boundary value problems FFT Fast direct algorithm high order finite element method Poisson equation

ПУБЛИКАЦИЯ ПОДГОТОВЛЕНА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ПРОЕКТА:

Анализ погрешности численных методов решения задач математической физики на классах данных (2016)

A Three-Party W-State Quantum Secret Sharing Protocol with X-Gate Encoding and Forbidden-Outcome Detection

Терегулов Т. Р., Лубенец Е. Р., / Series Quantum Physics "arXiv". 2026. No. 2609.31472.

Добавлено: 28 сентября 2026 г.

Pairings on the algebra of Laurent series over a ring

Левашев В. А., / Series arXiv "math". 2026. No. 2609.06010.

Добавлено: 24 сентября 2026 г.

Iterative construction of the R-matrices in arbitrary dimensions

Пятов П. Н., Пивоваров П. А., / Series math "arxiv.org". 2026. No. 2609.06274.

Добавлено: 24 сентября 2026 г.

On static manifolds with boundary admitting a nowhere-vanishing static potential

Медведев В. О., / Series arXiv "math". 2026.

We study complete static manifolds with boundary admitting a nowhere-vanishing static potential. Our main result shows that, under a natural lower bound relating the scalar curvature and the boundary mean curvature, a simple static manifold with boundary must in fact have positive scalar curvature, negative boundary mean curvature, and be compact; we also obtain explicit ...

Добавлено: 19 сентября 2026 г.

Vague stimulating ideas, images and metaphors in scientific thinking: researchers' work with horizons of unclear knowledge

Поддьяков А. Н., / Series Social Science Research Network "Social Science Research Network". 2026. No. 7437658.

Добавлено: 15 сентября 2026 г.

On phase-lock area parquet in a special slow-fast limit of model of Josephson junction.

Глуцюк А. А., / Series arXiv "math". 2026.

Добавлено: 8 сентября 2026 г.

Infinitely many graph manifolds with unique geometrical piece that admit arbitrarily many Anosov flows

Починка О. В., Шмуклер В. И., / Series math.RT "arXiv:1808.06395 [math.RT]". 2026.

Добавлено: 31 августа 2026 г.

On calibration of remote sensing retrievals of ecosystem respiration (Reco) with tower measurements over,Russian forests and wetlands

Shabanov N., Kuricheva O., Kurbatova J. и др., / Series Working Papers SSRN "Department of Economics Ca’ Foscari University of Venice". 2026.

Добавлено: 21 августа 2026 г.

Three Algorithms for Merging Hierarchical Navigable Small World Graphs

Пономаренко А. А., / Series Computer Science "arxiv.org". 2025.

Добавлено: 30 июля 2026 г.

New bound on S1× S2-setting Bell locality of a nonseparable Werner state

Лубенец Е. Р., / Series arxiv.org "quant-ph". 2026. No. 2607.18050.

Добавлено: 21 июля 2026 г.

On functional equations for Chow polylogarithms

Болбачан В. С., / Series math "arxiv.org". 2024.

Полилогарифмы Чжоу — это специальные функции, возникающие при явном описании отображения регулятора Бейлинсона. Наиболее интересное функциональное уравнение для этой функции отражает тот факт, что она обращается в нуль на границе в комплексе циклов Блоха. Мы показываем, что это функциональное уравнение формально вытекает из более простых свойств: кососимметричности, функториальности и мультипликативности. Для доказательства этого мы рассматриваем ...

Добавлено: 16 июля 2026 г.

On Goncharov’s conjecture in next to Milnor degree

Болбачан В. С., / Series math "arxiv.org". 2024.

Пусть K поле характеристики ноль. Мы доказываем что его когомологии в степени m-1 и весе m рационально изоморфны когомологиям полилогарифмического комплекса в соответствующей степени. Это дает частичное расширение теоремы Суслина, описывающую неразложимую K теорию K_3 для поля. ...

Добавлено: 16 июля 2026 г.

Statistical inference based on band-limited kernels: Rational-infinitely divisible distributions and beyond

Панов В. А., Рябченко А. П., / Series arXiv "stat.ME". 2026. No. 2607.05048.

Добавлено: 9 июля 2026 г.

Growth in noncommutative algebras and entropy in derived categories

Пионтковский Д. И., / Series arXiv "math". 2026.

Добавлено: 23 июня 2026 г.

Multilinear nilalgebras and the Jacobian theorem

Пионтковский Д. И., / Series arXiv "math". 2025.

Добавлено: 23 июня 2026 г.

Strong Approximations for Markov Chains Weakly Converging to Diffusions

Конаков В. Д., Кучер Д. А., Mammen E., / Series arXiv "math". 2026. No. 2606.11142v1.

Добавлено: 11 июня 2026 г.

Метод построения полной бифуркационной картины краевой задачи для нелинейных уравнений в частных производных: применение теоремы Колмогорова-Арнольда

Громов В. А., Томащук К. К., Бесчастнов Ю. Н. и др., Известия высших учебных заведений. Прикладная нелинейная динамика 2025 Т. 33 № 4 С. 435–465

Цель настоящего исследования — разработка численного метода бифуркационного анализа для нелинейных уравнений в частных производных, основанного на методе сведения уравнений в частных производных к обыкновенным с использованием теоремы Колмогорова-Арнольда. Методы. В данной работе описывается метод сведения уравнений в частных производных к обыкновенным с использованием теоремы Колмогорова-Арнольда, а также метод бифуркационного анализа нелинейных краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений. Результаты. В ...

Добавлено: 6 февраля 2025 г.

Efficient Algorithm for Finding Roots of Error-Locator Polynomials

Sergei Valentinovich Fedorenko, IEEE Access 2021 Vol. 9 P. 38673–38686

Добавлено: 15 апреля 2021 г.

Fast Fourier solvers for the tensor product high-order FEM for a Poisson type equation

Zlotnik A.A., Zlotnik I.A., Computational Mathematics and Mathematical Physics 2020 Vol. 60 No. 2 P. 240–257

Добавлено: 19 мая 2020 г.

Компактная разностная аппроксимация уравнения Пуассона

Гордин В. А., В кн.: Современные проблемы математического моделирования: сборник трудов XVIII Всероссийской конференции-школы молодых исследователей (пос. Абрау-Дюрсо, 16–20 сентября 2019 г.).: Ростов н/Д: Издательство ЮФУ, 2019. Гл. 9 С. 40–52.

При решении краевых задач математической физики компактные схемы позволяют увеличить (по сравнению с классическими) порядок точности решения при незначительном увеличении числа арифметических операций. Непременным условием алгоритма является применение прогонки. Показан метод вычисления коэффициентов схем как на шаблонах, совмещенных для решения и правой части уравнения, так и для шахматных сеток (шаблоны сдвинуты на половину шага). Анализ ...

Добавлено: 30 декабря 2019 г.

Эллиптические уравнения с разрывным коэффициентом. Компактная разностная схема для сложной границы сред

Гордин В.А., Шадрин Д. А., В кн.: Современные проблемы математического моделирования: сборник трудов XVIII Всероссийской конференции-школы молодых исследователей (пос. Абрау-Дюрсо, 16–20 сентября 2019 г.).: Ростов н/Д: Издательство ЮФУ, 2019. Гл. 10 С. 53–57.

Численно изучается краевая задача для уравнений Пуассона и Гельмгольца с кусочно-постоянным коэффициентом со скачком на треугольнике. На скачке коэффициента (на границе сред) ставятся условия стыковки. Предложена компактная разностная схема с высокой точностью при сравнительно небольшом количестве вычислений. ...

Добавлено: 30 декабря 2019 г.

On Poisson equations with a potential in the whole space for ``ergodic" generators

Веретенников А. Ю., Theory of Probability and Mathematical Statistics 2017 Vol. 95 P. 195–206

Добавлено: 6 декабря 2019 г.

The Exact Frequency Domain Solution for the Periodic Synchronous Averaging Performed in Discrete-Time

Guschina O., Шевгунов Т. Я., Efimov E. и др., , in: Advances in Intelligent Systems and Computing* 2. Vol. 1047: Proceedings of 3rd Computational Methods in Systems and Software 2019.: Springer, 2019. P. 167–175.

Добавлено: 1 декабря 2019 г.

Вещественно-нормированные дифференциалы: пределы на стабильных кривых

Кричевер И. М., Грушевский С., Нортон Х., Успехи математических наук 2019 Т. 74 № 2(446) С. 81–148

В работе исследуется поведение вещественно-нормированных (ВН) мероморфных дифференциалов на римановых поверхностях при вырождении этих поверхностей. Мы описываем все возможные пределы ВН-дифференциалов на стабильной кривой, в частности, доказываем, что вычеты в нодальных точках даются решением соответствующей задачи Кирхгофа на двойственном графе кривой. Мы также доказываем, что пределы нулей ВН-дифференциалов образуют дивизор нулей подкрученного дифференциала, представляющего собой явно описанный набор ...

Добавлено: 31 октября 2019 г.