该讲义是一本计算数学专业Matlab有限元编程的入门教材,适合于大学本科<信息与计算科学>专业高年级学生,计算数学专业研究生,以及所有对有限元编程感兴趣的计算数学工作者使用。
讲义包含传统有限元(二维三角形和四边形,三维四面体和六面体传统有限元)程序设计方法和非传统有限元(弱伽辽金有限元WG,不连续伽辽金有限元DG及虚元法VEM)程序设计方法,PDE模型涉及二阶椭圆方程、Stokes方程、Reissner-Mindlin板方程、定常/非定常Navier-Stokes方程、线弹性问题及热传导方程.。具体内容包括二阶椭圆问题Galerkin有限元程序设计,二维Stokes问题Mini元程序设计,Reissner-Mindlin板Arnold-Falk非协调元程序设计,低阶Raviart-Thomas元的构造及应用,二维四边形元程序设计,三维四面体元和六面体元程序设计,不连续伽辽金(DG)方法程序设计,Navier-Stokes问题Galerkin有限元程序设计(包括定常和非定常两种情形的程序设计);弱伽辽金(WG)有限元法程序设计,虚元法(VEM)程序设计;特征值问题有限元程序设计。
讲义描述了各类有限元方法的实现步骤,包括区域网格剖分、自由度局部和全局编码、单元刚度矩阵生成及叠加、边界条件处理、线性方程组求解、误差范数计算、收敛阶计算及解的图形展示. 除区域网格剖分少量代码使用了第三方开源库,其余代码全都自包含实现,目的使读者掌握有限元底层实现细节,算法描述详细,代码注释清晰,代码实现与算法描述一致,具有较好的可读性.

讲义的开发环境是Matlab 2022b及其兼容版本,可在Matlab环境中直接运行讲义各章节提供的程序. 讲义各章的配套程序存放在软件包的“程序”文件夹中,比如第2章的程序存放在软件包的“程序\chapter02”文件夹中.
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