• Media type: Electronic Thesis; Doctoral Thesis; E-Book
  • Title: Aspects of guaranteed error control in computations for partial differential equations
  • Contributor: Merdon, Christian [Author]
  • imprint: Humboldt-Universität zu Berlin, Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät II, 2013-09-17
  • Language: English
  • DOI: https://doi.org/10.18452/16818
  • Keywords: adaptive finite element methods ; calculus of variations ; variational inequalities ; Stokes-Gleichungen ; partielle Differentialgleichungen ; garantierte obere Schranken ; 27 Mathematik ; Variationsrechnung ; a posteriori error estimate ; SK 920 ; guaranteed upper bounds ; a posteriori Fehlerschaetzer ; partial differential equation ; Stokes equations ; Variationsungleichungen ; adaptive Finite-Elemente-Methode ; SK 560
  • Origination:
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  • Description: Die Online-Version dieses Dokuments enthält Software, die unter denBedingungen der GNU General Public License verbreitet wird, entwedergemäß Version 3 der Lizenz oder jeder späteren Version. WeitereInformationen über Autoren und Lizenzbedingungen befinden sich inAppendix A des Dokuments sowie in LICENSE.txt in der eingebettetenzip-Datei. Die zip-Datei kann mit geeigneter Software geöffnet werden,z.B. mit Acrobat Reader und 7-Zip, oder KDE Okular und GNU zip. ; Diese Arbeit behandelt garantierte Fehlerkontrolle für elliptische partielle Differentialgleichungen anhand des Poisson-Modellproblems, des Stokes-Problems und des Hindernisproblems. Hierzu werden garantierte obere Schranken für den Energiefehler zwischen exakter Lösung und diskreten Finite-Elemente-Approximationen erster Ordnung entwickelt. Ein verallgemeinerter Ansatz drückt den Energiefehler durch Dualnormen eines oder mehrerer Residuen aus. Hinzu kommen berechenbare Zusatzterme, wie Oszillationen der gegebenen Daten, mit expliziten Konstanten. Für die Abschätzung der Dualnormen der Residuen existieren viele verschiedene Techniken. Diese Arbeit beschäftigt sich vorrangig mit Equilibrierungsschätzern, basierend auf Raviart-Thomas-Elementen, welche effiziente garantierte obere Schranken ermöglichen. Diese Schätzer werden mit einem Postprocessing-Verfahren kombiniert, das deren Effizienz mit geringem zusätzlichen Rechenaufwand deutlich verbessert. Nichtkonforme Finite-Elemente-Methoden erzeugen zusätzlich ein Inkonsistenzresiduum, dessen Dualnorm mit Hilfe diverser konformer Approximationen abgeschätzt wird. Ein Nebenaspekt der Arbeit betrifft den expliziten residuen-basierten Fehlerschätzer, der für gewöhnlich optimale und leicht zu berechnende Verfeinerungsindikatoren für das adaptive Netzdesign liefert, aber nur schlechte garantierte obere Schranken. Eine neue Variante, die auf den equilibrierten Flüssen des Luce-Wohlmuth-Fehlerschätzers basiert, führt zu stark verbesserten Zuverlässigkeitskonstanten. Eine Vielzahl numerischer Experimente vergleicht ...
  • Access State: Open Access
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