Publication

MATHICSE Technical Report : Isogeometric analysis and proper orthogonal decomposition for the acoustic wave equation

Alfio Quarteroni
2016
Working Papers

Résumé

Isogeometric Analysis (IGA) is used in combination with proper orthogonal decomposition (POD) for model order reduction of the time parameterized acoustic wave equations. We propose a fully discrete IGA-Newmark-POD approximation and we analyze the associated numerical error, which features three components due to spatial discretization by IGA, time discretization with the Newmark scheme, and modes truncation by POD. We prove stability and convergence. Numerical examples are presented to show the accuracy and eeffciency of IGA-based POD techniques for the model order reduction of the acoustic wave equation.

Source officielle

https://infoscience.epfl.ch/entities/publication/6c3c2f54-a0f5-4659-b3d4-52dc6a86a2fe

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Stabilité numérique

En analyse numérique, une branche des mathématiques, la stabilité numérique est une propriété globale d’un algorithme numérique, une qualité nécessaire pour espérer obtenir des résultats ayant du sens. Une définition rigoureuse de la stabilité dépend du contexte. Elle se réfère à la propagation des erreurs au cours des étapes du calcul, à la capacité de l’algorithme de ne pas trop amplifier d’éventuels écarts, à la précision des résultats obtenus. Le concept de stabilité ne se limite pas aux erreurs d’arrondis et à leurs conséquences.

Analyse numérique

L’analyse numérique est une discipline à l'interface des mathématiques et de l'informatique. Elle s’intéresse tant aux fondements qu’à la mise en pratique des méthodes permettant de résoudre, par des calculs purement numériques, des problèmes d’analyse mathématique. Plus formellement, l’analyse numérique est l’étude des algorithmes permettant de résoudre numériquement par discrétisation les problèmes de mathématiques continues (distinguées des mathématiques discrètes).

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.

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