Ansatz
Für die gesuchte Funktion
wird in jedem Dreieck ein Ansatz gemacht.
Ein Dreieck mit zugehörigem Ansatz wird als finites Element bezeichnet.
Dafür eignen sich Polynome in
und
.
In vielen Fällen reicht der lineare Ansatz
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(19.146) |
aus.
Die Ansatzfunktionen müssen beim Übergang von einem Dreieck ins benachbarte zumindest
stetig sein, damit eine stetige Gesamtlösung entsteht.
Die Koeffizienten
und
in (19.146) lassen sich eindeutig
durch die drei Funktionswerte
und
in den Eckpunkten des
zugehörigen Dreiecks ausdrücken.
Dadurch ist gleichzeitig der stetige Übergang in die benachbarten Dreiecke gesichert.
Der Ansatz (19.146) enthält damit als unbekannte Parameter die Näherungen
für die gesuchten Funktionswerte.
Als Ansatz, der im gesamten Gebiet
für die gesuchte Lösung
als Näherung
verwendet wird, wählt man
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(19.147) |
Die Koeffizienten
sind noch geeignet zu bestimmen.
Für die Funktionen
soll gelten:
Sie stellen über jedem Dreieck von
eine lineare Funktion gemäß
(19.146) dar und erfüllen die folgenden Bedingungen:
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(19.148a) |
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(19.148b) |
Die Darstellung von
über
zeigt die folgende Abbildung:
Die Berechnung von
über
,
d.h. über den Dreiecken 1 bis 6
in der Abbildung, soll für das Dreieck 1 gezeigt werden:
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(19.149a) |
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(19.149b) |
Aus (19.149b) folgt
,
und man erhält für Dreieck 1:
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(19.149c) |
Analog berechnet man:
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(19.150) |