We design an operator from the infinite-dimensional Sobolev space ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ to its finite-dimensional subspace formed by the N\'ed\'elec piecewise polynomials on a tetrahedral mesh that has the following properties: 1) it is defined over the entire ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$, including boundary conditions imposed on a part of the boundary; 2) it is defined locally in a neighborhood of each mesh element; 3) it is based on simple piecewise polynomial projections; 4) it is stable in the ${\boldsymbol L}^2$-norm, up to data oscillation; 5) it has optimal (local-best) approximation properties; 6) it satisfies the commuting property with its sibling operator on ${\boldsymbol H}(\mathrm{div})$; 7) it is a projector, i.e., it leaves intact objects that are already in the N\'ed\'elec piecewise polynomial space. This operator can be used in various parts of numerical analysis related to the ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ space. We in particular employ it here to establish the two following results: i) equivalence of global-best, tangential-trace-and curl-constrained, and local-best, unconstrained approximations in ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ including data oscillation terms; and ii) fully $h$- and $p$- (mesh-size- and polynomial-degree-) optimal approximation bounds valid under the minimal Sobolev regularity only requested elementwise. As a result of independent interest, we also prove a $p$-robust equivalence of curl-constrained and unconstrained best-approximations on a single tetrahedron in the ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$-setting, including $hp$ data oscillation terms.


翻译:我们设计了一个算子,将无限维 Sobolev 空间 ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ 映射到由四面体网格上的 Nédélec 分片多项式构成的有限维子空间,该算子具有以下性质:1) 定义在整个 ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ 空间上,包括施加在部分边界上的边界条件;2) 在每个网格单元邻域内局部定义;3) 基于简单的分片多项式投影;4) 在 ${\boldsymbol L}^2$ 范数下稳定(至多允许数据振荡项);5) 具有最优(局部最优)逼近性质;6) 满足与其在 ${\boldsymbol H}(\mathrm{div})$ 中的兄弟算子的换位性质;7) 是一个投影算子,即保持已在 Nédélec 分片多项式空间中的对象不变。该算子可应用于与 ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ 空间相关的数值分析多个领域。我们特别利用它建立以下两个结果:i) 在 ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ 中,全局最优(受切向迹与旋度约束)与局部最优(无约束)逼近的等价性(包含数据振荡项);ii) 在仅要求单元级最小 Sobolev 正则性条件下,完全 $h$ 和 $p$(网格尺寸和多项式次数)最优逼近界限的成立性。作为独立意义的结果,我们还在 ${\boldsymbol H}(\mathrm{curl})$ 框架下证明了单个四面体上旋度约束最优逼近与无约束最优逼近的 $p$ 鲁棒等价性(包含 $hp$ 数据振荡项)。

0
下载
关闭预览

相关内容

图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知会员服务
40+阅读 · 2020年8月22日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月24日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关资讯
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
CVE-2018-7600 - Drupal 7.x 远程代码执行exp
黑客工具箱
14+阅读 · 2018年4月17日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员