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Erschienen in: Journal of Scientific Computing 3/2018

25.10.2017

Analysis of the Finite Element Method for the Laplace–Beltrami Equation on Surfaces with Regions of High Curvature Using Graded Meshes

verfasst von: Johnny Guzman, Alexandre Madureira, Marcus Sarkis, Shawn Walker

Erschienen in: Journal of Scientific Computing | Ausgabe 3/2018

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Abstract

We derive error estimates for the piecewise linear finite element approximation of the Laplace–Beltrami operator on a bounded, orientable, \(C^3\), surface without boundary on general shape regular meshes. As an application, we consider a problem where the domain is split into two regions: one which has relatively high curvature and one that has low curvature. Using a graded mesh we prove error estimates that do not depend on the curvature on the high curvature region. Numerical experiments are provided.

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Literatur
15.
Zurück zum Zitat do Carmo, M.P.: Differential Geometry of Curves and Surfaces. Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1976). Translated from the Portuguese do Carmo, M.P.: Differential Geometry of Curves and Surfaces. Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1976). Translated from the Portuguese
16.
Zurück zum Zitat Dziuk, G.: Finite elements for the Beltrami operator on arbitrary surfaces. In: Partial Differential Equations and Calculus of Variations. Lecture Notes in Mathematics, vol. 1357, pp. 142–155. Springer, Berlin (1988). https://doi.org/10.1007/BFb0082865 Dziuk, G.: Finite elements for the Beltrami operator on arbitrary surfaces. In: Partial Differential Equations and Calculus of Variations. Lecture Notes in Mathematics, vol. 1357, pp. 142–155. Springer, Berlin (1988). https://​doi.​org/​10.​1007/​BFb0082865
17.
18.
Zurück zum Zitat Efendiev, Y., Galvis, J., Sebastian Pauletti, M.: Multiscale finite element methods for flows on rough surfaces. Commun. Comput. Phys. 14(4), 979–1000 (2013)MathSciNetCrossRef Efendiev, Y., Galvis, J., Sebastian Pauletti, M.: Multiscale finite element methods for flows on rough surfaces. Commun. Comput. Phys. 14(4), 979–1000 (2013)MathSciNetCrossRef
19.
Zurück zum Zitat Ern, A., Guermond, J.-L.: Theory and Practice of Finite Elements, Applied Mathematical Sciences, vol. 159. Springer, New York (2004)CrossRef Ern, A., Guermond, J.-L.: Theory and Practice of Finite Elements, Applied Mathematical Sciences, vol. 159. Springer, New York (2004)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat Gilbarg, D., Trudinger, N.S.: Elliptic Partial Differential Equations of Second Order, Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften [Fundamental Principles of Mathematical Sciences], vol. 224. Springer, Berlin (1983)CrossRef Gilbarg, D., Trudinger, N.S.: Elliptic Partial Differential Equations of Second Order, Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften [Fundamental Principles of Mathematical Sciences], vol. 224. Springer, Berlin (1983)CrossRef
21.
24.
Zurück zum Zitat Lang, S.: Undergraduate Analysis, Undergraduate Texts in Mathematics, 2nd edn. Springer, New York (1997) Lang, S.: Undergraduate Analysis, Undergraduate Texts in Mathematics, 2nd edn. Springer, New York (1997)
31.
Zurück zum Zitat Schatz, A.H., Wahlbin, L.B.: Maximum norm estimates in the finite element method on plane polygonal domains. I. Math. Comput. 32(141), 73–109 (1978)MathSciNetMATH Schatz, A.H., Wahlbin, L.B.: Maximum norm estimates in the finite element method on plane polygonal domains. I. Math. Comput. 32(141), 73–109 (1978)MathSciNetMATH
32.
Zurück zum Zitat Schatz, A.H., Wahlbin, L.B.: Maximum norm estimates in the finite element method on plane polygonal domains. II. Refinements. Math. Comput. 33(146), 465–492 (1979)MathSciNetMATH Schatz, A.H., Wahlbin, L.B.: Maximum norm estimates in the finite element method on plane polygonal domains. II. Refinements. Math. Comput. 33(146), 465–492 (1979)MathSciNetMATH
33.
Zurück zum Zitat Walker, S.W.: The Shapes of Things, Advances in Design and Control. A Practical Guide to Differential Geometry and the Shape Derivative, vol. 28. Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), Philadelphia (2015)CrossRef Walker, S.W.: The Shapes of Things, Advances in Design and Control. A Practical Guide to Differential Geometry and the Shape Derivative, vol. 28. Society for Industrial and Applied Mathematics (SIAM), Philadelphia (2015)CrossRef
Metadaten
Titel
Analysis of the Finite Element Method for the Laplace–Beltrami Equation on Surfaces with Regions of High Curvature Using Graded Meshes
verfasst von
Johnny Guzman
Alexandre Madureira
Marcus Sarkis
Shawn Walker
Publikationsdatum
25.10.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Scientific Computing / Ausgabe 3/2018
Print ISSN: 0885-7474
Elektronische ISSN: 1573-7691
DOI
https://doi.org/10.1007/s10915-017-0580-y

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