본 논문은 공극 매질 방정식(PME)을 해결하기 위한 새로운 수치 방법을 제안한다. PME는 다양한 물리 및 생물학적 현상을 설명하는 중요한 수학 모델이지만, 자유 경계면, 특이성, 대기 시간 현상 등의 특성으로 인해 수치적으로 해결하기 어렵다.
논문에서는 Onsager 변분 원리를 활용하여 PME를 유도하고, 이를 바탕으로 이동 격자 유한요소 방법을 개발한다. 연속 및 이산 문제를 Onsager 원리에 기반하여 정식화하여 에너지 소산 관계를 유지한다. 또한 명시적 및 암시적 시간 이산화 방식을 제안하며, 전자의 경우 각 시간 단계에서 순차적으로 몇 개의 선형 방정식만 해결하는 효율적인 방식을 제시한다.
제안된 방법은 초기 격자를 적절히 선택하면 최적 수렴 속도를 보이며, 대기 시간 현상을 자연스럽게 포착할 수 있다. 1차원 및 2차원 수치 예제를 통해 방법의 효율성을 입증한다.
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by Si Xiao,Xian... في arxiv.org 04-01-2024
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