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2017 | OriginalPaper | Buchkapitel

Direct and Iterative Methods for Numerical Homogenization

verfasst von : Ralf Kornhuber, Joscha Podlesny, Harry Yserentant

Erschienen in: Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXIII

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

Elliptic problems with oscillating coefficients can be approximated up to arbitrary accuracy by using sufficiently fine meshes, i.e., by resolving the fine scale. Well-known multiscale finite elements (Henning et al. ESAIM: Math. Model. Numer. Anal. 48:1331–1349, 2014; Målqvist and Peterseim, Math. Comput. 83:2583–2603, 2014) can be regarded as direct numerical homogenization methods in the sense that they provide approximations of the corresponding (unfeasibly) large linear systems by much smaller systems while preserving the fine-grid discretization accuracy (model reduction). As an alternative, we present iterative numerical homogenization methods that provide approximations up to fine-grid discretization accuracy and discuss differences and commonalities.

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Literatur
Zurück zum Zitat A. Abdulle, A priori and a posteriori error analysis for numerical homogenization: a unified framework. Ser. Contemp. Appl. Math. 16, 280–305 (2011)MathSciNetMATH A. Abdulle, A priori and a posteriori error analysis for numerical homogenization: a unified framework. Ser. Contemp. Appl. Math. 16, 280–305 (2011)MathSciNetMATH
Zurück zum Zitat Ph. Clément, Approximation by finite element functions using local regularization. Rev. Franc. Automat. Inform. Rech. Operat. 9, 77–84 (1975)MathSciNetMATH Ph. Clément, Approximation by finite element functions using local regularization. Rev. Franc. Automat. Inform. Rech. Operat. 9, 77–84 (1975)MathSciNetMATH
Zurück zum Zitat Y. Efendiev, T.Y. Hou, Multiscale Finite Element Methods: Theory and Applications (Springer, New York, 2009)MATH Y. Efendiev, T.Y. Hou, Multiscale Finite Element Methods: Theory and Applications (Springer, New York, 2009)MATH
Zurück zum Zitat P. Henning, A. Målqvist, D. Peterseim, A localized orthogonal decomposition method for semi-linear elliptic problems. ESAIM: Math. Model. Numer. Anal. 48, 1331–1349 (2014)MathSciNetCrossRefMATH P. Henning, A. Målqvist, D. Peterseim, A localized orthogonal decomposition method for semi-linear elliptic problems. ESAIM: Math. Model. Numer. Anal. 48, 1331–1349 (2014)MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat T.Y. Hou, X.-H. Wu, Z. Cai, Convergence of a multiscale finite element method for elliptic problems with rapidly oscillating coefficients. Math. Comput. 68, 913–943 (1999)MathSciNetCrossRefMATH T.Y. Hou, X.-H. Wu, Z. Cai, Convergence of a multiscale finite element method for elliptic problems with rapidly oscillating coefficients. Math. Comput. 68, 913–943 (1999)MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat T.J.R. Hughes, G.R. Feijó, L.M. Mazzei, J.-B. Quincy, The variational multiscale method - a paradigm for computational mechanics. Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 166, 3–24 (1998)MathSciNetCrossRefMATH T.J.R. Hughes, G.R. Feijó, L.M. Mazzei, J.-B. Quincy, The variational multiscale method - a paradigm for computational mechanics. Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 166, 3–24 (1998)MathSciNetCrossRefMATH
Zurück zum Zitat R. Kornhuber, H. Yserentant, Numerical homogenization of elliptic multiscale problems by subspace decomposition. Multiscale Model. Simul. 14, 1017–1036 (2016)MathSciNetCrossRefMATH R. Kornhuber, H. Yserentant, Numerical homogenization of elliptic multiscale problems by subspace decomposition. Multiscale Model. Simul. 14, 1017–1036 (2016)MathSciNetCrossRefMATH
Metadaten
Titel
Direct and Iterative Methods for Numerical Homogenization
verfasst von
Ralf Kornhuber
Joscha Podlesny
Harry Yserentant
Copyright-Jahr
2017
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-52389-7_21