Aproximaciones racionales en el preacondicionamiento robusto de problemas multiphysics
Autores: Harizanov, Stanislav; Lirkov, Ivan; Margenov, Svetozar
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
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
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.
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.