Métodos de elementos finitos mixtos para el problema acoplado de stokes-darcy.

Abstract

El objetivo principal de esta tesis es aproximar un problema de acoplamiento de fluido con medio poroso utilizando Métodos de Elementos Finitos Mixtos. El modelo acoplado está determinado por las ecuaciones de Stokes y Darcy, respectivamente, y las condiciones de interfase correspondientes están dadas por conservación de masa, balance de fuerzas normales y la ley de Beavers-Joseph-Saffman. Primero se desarrolla un análisis a priori de una formulación primal en el fluido y mixta en el medio poroso, y se demuestra que cualquier par de espacios de elementos finitos estables para Stokes y Darcy implican la estabilidad del esquema de Galerkin correspondiente. Lo anterior extiende resultados previos que demuestran existencia y unicidad de un esquema de Galerkin definido por elementos de Bernardi-Raugel y de Raviart-Thomas de bajo orden.