Як щодо цієї простої оцінки помилок для лінійного PDE?


10

Нехай - опукла полігонально обмежена область Ліпшица в , нехай .R 2 f L 2 ( Ω )ΩR2fL2(Ω)

Тоді розв’язання задачі Діріхле в , ім'я на має унікальне рішення в і добре поставлене, тобто для деякої постійної нас є .Ω слід u = 0 Ω H 2 C u H 2C f L 2Δу=fΩсліду=0ΩН2СуН2СfL2

Для деякого наближення кінцевого елемента угод , скажімо, з вузловими елементами на рівномірній сітці маємо оцінку помилок

у-угодН1СгодуН2

Здається (я, мабуть, помиляюся з цим), що люди зазвичай не використовують очевидну оцінку помилок

у-угодН1СгодfL2

яку ми можемо отримати, поєднавши вищевказані дві нерівності. Натомість розробники післяпоріозних помилок розробляються в різних формах. Єдине заперечення, яке я можу уявити проти вищезгаданого рівняння, - це те, що константа С на практиці може бути занадто песимістичною чи не достовірно оцінюваною.

Відповіді:


8

Причина, чому люди вважають за краще використовувати першу оцінку, на мою думку, полягає в тому, що перша, природно, виникає з ортогональності Галеркіна FEM, властивості інтерполяційного наближення та, головне, коерцитивності білінеарної форми (для граничної проблеми рівняння Пуассона , це еквівалентно нерівності Пуанкаре / Фрідріха для функцій ): u - u h 2 H 1 ( Ω )Н01 c1H 1 0 Iuuc2

у-угодН1(Ω)2c1(у-угод)L2(Ω)2(у-угод)L2(Ω)2=Ω(у-угод)(у-угод)=Ω(у-угод)(у-Яу)(у-угод)L2(Ω)(у-Яу)L2(Ω)(у-угод)L2(Ω)(у-Яу)L2(Ω)c2годуН2(Ω)
де залежить від постійної в нерівності Пуанкаре / Фрідріха для функцій , - інтерполяція у кінцевій простір елементів іc1Н01Яууc2 залежить від мінімальних кутів сітки.

Хоча оцінка еліптичної регулярності знаходиться виключно на рівні PDE, не має нічого спільного з наближення, плюс наведений вище аргумент має місце навіть тоді, коли є розподілом. f H - 1уН2(Ω)cfL2(Ω)fН-1

Тепер переходимо до причини, чому широко використовуються оцінки постеріорі помилок, головним чином тому, що:

  • Це обчислюється, немає вираженої константи у вираженні оцінок.

  • Оцінювач має свою локальну форму, яка може бути локальним індикатором помилки, використовуваним у процедурі адаптивного очищення сітки. Тому проблема з особливостями або справді "поганими" геометріями може бути вирішена.

Обидві оцінки апріорного типу, які ви перерахували, є дійсними, вони надають нам інформацію про порядки конвергенції, однак жодна з них не може бути локальним індикатором помилок лише для одного трикутника / тетраедра, оскільки жодна з них не може бути обчислена через постійну , а також вони не визначаються локально.

EDIT: Для отримання більш загального погляду на FEM для еліптичних PDE, я настійно рекомендую прочитати розділ 0 у книзі Бреннера та Скотта: Математична теорія методів кінцевих елементів , що складається лише з 20 сторінок і коротко висвітлює майже кожен аспект методів кінцевих елементів , від рецептури Галеркина з PDE, до мотивації, чому ми хотіли б використовувати адаптивну FEM для вирішення якоїсь проблеми. Сподіваюся, що це допоможе вам більше.


1

Ваша оцінка занадто песимістична на двох фронтах. Ви вже визначили перший ( тепер включає не тільки інтерполяційну константну, але й постійну стабільність). Другий - оцінка помилки дійсно читає Зауважимо, що праворуч має семінар , а не норму. Звичайно, ти можеш зв'язати резус за повною нормою, але ти знову програєш.С

еL2Сгод|у|Н2.
Н2
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.