Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

Laplacian Preconditioning of Elliptic PDEs: Localization of the Eigenvalues of the Discretized Operator

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F67985807%3A_____%2F19%3A00505754" target="_blank" >RIV/67985807:_____/19:00505754 - isvavai.cz</a>

  • Nalezeny alternativní kódy

    RIV/00216208:11320/19:10397880

  • Výsledek na webu

    <a href="http://dx.doi.org/10.1137/18M1212458" target="_blank" >http://dx.doi.org/10.1137/18M1212458</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1137/18M1212458" target="_blank" >10.1137/18M1212458</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    Laplacian Preconditioning of Elliptic PDEs: Localization of the Eigenvalues of the Discretized Operator

  • Popis výsledku v původním jazyce

    In [IMA J. Numer. Anal., 29 (2009), pp. 24--42], Nielsen, Tveito, and Hackbusch study the operator generated by using the inverse of the Laplacian as the preconditioner for second order elliptic PDEs $- abla cdot (k(x) abla u) = f$. They prove that the range of $k(x)$ is contained in the spectrum of the preconditioned operator, provided that $k(x)$ is continuous. Their rigorous analysis only addresses mappings defined on infinite dimensional spaces, but the numerical experiments in the paper suggest that a similar property holds in the discrete case. Motivated by this investigation, we analyze the eigenvalues of the matrix ${L}^{-1}{A}$, where ${L}$ and ${{A}}$ are the stiffness matrices associated with the Laplace operator and second order elliptic operators with a scalar coefficient function, respectively. Using only technical assumptions on $k(x)$, we prove the existence of a one-to-one pairing between the eigenvalues of ${L}^{-1}{A}$ and the intervals determined by the images under $k(x)$ of the supports of the finite element nodal basis functions. As a consequence, we can show that the nodal values of $k(x)$ yield accurate approximations of the eigenvalues of ${L}^{-1}{A}$. Our theoretical results, including their relevance for understanding how the convergence of the conjugate gradient method may depend on the whole spectrum of the preconditioned matrix, are illuminated by several numerical experiments.

  • Název v anglickém jazyce

    Laplacian Preconditioning of Elliptic PDEs: Localization of the Eigenvalues of the Discretized Operator

  • Popis výsledku anglicky

    In [IMA J. Numer. Anal., 29 (2009), pp. 24--42], Nielsen, Tveito, and Hackbusch study the operator generated by using the inverse of the Laplacian as the preconditioner for second order elliptic PDEs $- abla cdot (k(x) abla u) = f$. They prove that the range of $k(x)$ is contained in the spectrum of the preconditioned operator, provided that $k(x)$ is continuous. Their rigorous analysis only addresses mappings defined on infinite dimensional spaces, but the numerical experiments in the paper suggest that a similar property holds in the discrete case. Motivated by this investigation, we analyze the eigenvalues of the matrix ${L}^{-1}{A}$, where ${L}$ and ${{A}}$ are the stiffness matrices associated with the Laplace operator and second order elliptic operators with a scalar coefficient function, respectively. Using only technical assumptions on $k(x)$, we prove the existence of a one-to-one pairing between the eigenvalues of ${L}^{-1}{A}$ and the intervals determined by the images under $k(x)$ of the supports of the finite element nodal basis functions. As a consequence, we can show that the nodal values of $k(x)$ yield accurate approximations of the eigenvalues of ${L}^{-1}{A}$. Our theoretical results, including their relevance for understanding how the convergence of the conjugate gradient method may depend on the whole spectrum of the preconditioned matrix, are illuminated by several numerical experiments.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10101 - Pure mathematics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    <a href="/cs/project/GC17-04150J" target="_blank" >GC17-04150J: Robustní dvojúrovňové simulace založené na Fourierově metodě a metodě konečných prvků: Odhady chyb, redukované modely a stochastika</a><br>

  • Návaznosti

    I - Institucionalni podpora na dlouhodoby koncepcni rozvoj vyzkumne organizace

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2019

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    SIAM Journal on Numerical Analysis

  • ISSN

    0036-1429

  • e-ISSN

  • Svazek periodika

    57

  • Číslo periodika v rámci svazku

    3

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    26

  • Strana od-do

    1369-1394

  • Kód UT WoS článku

    000473085400017

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85069917331