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Aproximaciones racionales en el preacondicionamiento robusto de problemas multiphysics

Autores: Harizanov, Stanislav; Lirkov, Ivan; Margenov, Svetozar

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Aproximaciones racionales en el preacondicionamiento robusto de problemas multiphysics


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Multiphysics
Problemas multiscale
Interfaces
Preacondicionamiento
Laplacianos fraccionarios
Preacondicionadores basados en BURA

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 30

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los problemas multifísicos o multiescala involucran naturalmente el acoplamiento en interfaces que son variedades de dimensiones inferiores. El precondicionamiento en bloque diagonal de los sistemas de puntos de silla relacionados está entre los enfoques más eficientes para resolver numéricamente problemas a gran escala en esta clase. A nivel de operador, los bloques de interfaz de los precondicionadores son laplacianos fraccionarios. A nivel discreto, proponemos reemplazar el inverso del laplaciano fraccionario con su mejor aproximación racional uniforme (BURA). El objetivo del artículo es desarrollar un marco unificado para el análisis de la nueva clase de métodos iterativos precondicionados. Como resultado final, demostramos que los precondicionadores propuestos tienen una complejidad computacional óptima, donde n es el número de incógnitas (grados de libertad) del problema discreto acoplado. La principal contribución teórica son las estimaciones de número de condición de los precondicionadores basados en BURA. Es importante destacar que las estimaciones obtenidas son completamente análogas tanto para potencias fraccionarias positivas como negativas. Al final, el análisis del comportamiento de los números de condición relativos tiene como objetivo caracterizar los requisitos prácticos para los órdenes mínimos de BURA para los ejemplos de problemas acoplados de Darcy-Stokes y 3D-1D considerados.

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