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Error estimates for finite element approximations of nonlinear monotone elliptic problems with application to numerical homogenization

2016
Journal Articles

Résumé

We consider a finite element method (FEM) with arbitrary polynomial degree for nonlinear monotone elliptic problems. Using a linear elliptic projection, we first give a new short proof of the optimal convergence rate of the FEM in the L2 norm. We then derive optimal a priori error estimates in the H 1 and L2 norm for a FEM with variational crimes due to numerical integration. As an application we derive a priori error estimates for a numerical homogenization method applied to nonlinear monotone elliptic problems.

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Calcul numérique d'une intégrale

En analyse numérique, il existe une vaste famille d’algorithmes dont le but principal est d’estimer la valeur numérique de l’intégrale définie sur un domaine particulier pour une fonction donnée (par exemple l’intégrale d’une fonction d’une variable sur un intervalle). Ces techniques procèdent en trois phases distinctes : Décomposition du domaine en morceaux (un intervalle en sous-intervalles contigus) ; Intégration approchée de la fonction sur chaque morceau ; Sommation des résultats numériques ainsi obtenus.

Méthode des éléments finis

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Méthode des différences finies

En analyse numérique, la méthode des différences finies est une technique courante de recherche de solutions approchées d'équations aux dérivées partielles qui consiste à résoudre un système de relations (schéma numérique) liant les valeurs des fonctions inconnues en certains points suffisamment proches les uns des autres. Cette méthode apparaît comme étant la plus simple à mettre en œuvre car elle procède en deux étapes : d'une part la discrétisation par différences finies des opérateurs de dérivation/différentiation, d'autre part la convergence du schéma numérique ainsi obtenu lorsque la distance entre les points diminue.

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