×

正则解的随机收敛性及其对反源问题的有限元逼近。 (英语) Zbl 07506907号

摘要:在这项工作中,我们研究了由偏微分方程控制的逆源问题的正则解及其有限元解,并建立了这些解在随机噪声点态测量数据下的随机收敛性和最优有限元收敛速度。正则化误差估计和有限元误差估计是根据噪声级、正则化参数、网格尺寸和时间步长的显式依赖关系推导出来的,可以指导实际应用中这些关键参数的实际选择。误差估计还建议了一种确定最佳正则化参数的迭代算法。通过数值实验验证了分析结果的有效性。

MSC公司:

65-XX岁 数值分析
35兰特 PDE的反问题
65J20型 抽象空间中不适定问题的数值解;正规化
65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
65N21型 含偏微分方程边值问题反问题的数值方法
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] B.Abdelaziz、A.El Badia和A.El Hajj,从单个Cauchy数据重建椭圆方程中具有小支持的扩展源(\triangle u+\mu u=F\),C.R.Math。阿卡德。科学。巴黎,351(2013),第797-801页·Zbl 1282.35405号
[2] S.Agmon,《椭圆边界问题讲座》,Van Norstrand,新泽西州普林斯顿,1965年·Zbl 0142.37401号
[3] V.Akcelik、G.Biros、A.Draganescu、O.Ghattas、J.Hill和B.Waanders,《太尺度模拟的动态数据驱动反演:空气污染物的实时识别》,摘自SC'05:《2005年ACM/IEEE超级计算会议论文集》,西雅图,华盛顿州,2005,43。
[4] J.Atmadja和A.Bagtzoglou,地下水污染源识别数学方法的最新报告,环境。《法医学》,2(2001),第205-214页。
[5] A.El Badia、A.El Hajj、M.Jazar和H.Moustafa,《基于内部测量的椭圆方程反源问题的Lipschitz稳定性估计》,应用。分析。,95(2016),第1873-1890页·Zbl 1348.35316号
[6] A.El Badia、T.Ha Duong和F.Moutazaim,《识别边界测量源项的数值解》,《反问题工程》,8(2000),第345-364页。
[7] A.El Badia和T.Nara,单波数柯西数据中亥姆霍兹方程的反源问题,反问题,27(2011),105001·Zbl 1231.35299号
[8] M.S.Birman和M.Z.Solomyak,类(W^k_{alpha})函数的分段多项式逼近,Mat.Sb.,73(1967),第331-355页·Zbl 0173.16001号
[9] R.I.Bot和B.Hofmann,非线性不适定问题变分不等式方法的扩展,J.积分方程应用。,22(2010年),第369-392页·兹比尔1206.47060
[10] 陈德华,蒋德华,邹军,椭圆和抛物线辐射率反问题Tikhonov正则化的收敛速度,反问题,36(2020),075001·Zbl 1487.65060号
[11] D.H.Chen和I.Yousept,不适定后向非线性Maxwell方程的变分源条件,反问题,35(2019),025001·Zbl 1414.35223号
[12] Z.Chen,R.Tuo,and W.Zhang,观测数据薄板样条平滑器非协调有限元方法的随机收敛性,SIAM J.Numer。分析。,56(2018),第635-659页,https://doi.org/10.1137/16M109630X。 ·Zbl 1397.65254号
[13] P.G.Ciarlet,椭圆问题的有限元方法,北荷兰,阿姆斯特丹,1978年·Zbl 0383.65058号
[14] H.W.Engle、M.Hanke和A.Neubauer,《反问题的正则化》,Kluwer学术出版社,多德雷赫特,2000年。
[15] H.W.Engl、K.Kunisch和A.Neubauer,非线性不适定问题Tikhonov正则化的收敛速度,反问题,5(1989),第523-540页·Zbl 0695.65037号
[16] H.W.Engl和J.Zou,热传导参数识别中Tikhonov正则化收敛速度分析的新方法,反问题,16(2000),第1907-1923页·Zbl 0968.35124号
[17] L.C.Evans,偏微分方程,美国数学学会,普罗维登斯,RI,1998年·Zbl 0902.35002号
[18] J.Fleckinger和M.Lapidus,带不定权函数的椭圆边值问题的特征值,Trans。阿默尔。数学。Soc.,295(1986),第305-324页·Zbl 0602.35084号
[19] J.Flemming,非度量拟合泛函变分正则化的理论与实例,J.逆病态问题。,18(2010年),第677-699页·Zbl 1280.47062号
[20] G.Garcia、A.Osses和M.Tapia,使用一系列零控制从单个内部测量值重建热源公式,J.Inverse Ill-Pose Probl。,21(2013),第755-779页·兹比尔1278.35266
[21] S.Gorelick、B.Evans和I.Remson,《识别地下水污染源:优化方法》,《水资源研究》,19(1983),第779-790页。
[22] M.Grasmair,非凸正则化方法的广义Bregman距离和收敛速度,反问题,26(2010),115014·Zbl 1228.65086号
[23] B.Hofmann、B.Kaltenbacher、C.Po­schl和O.Scherzer,带非光滑算子的Banach空间中Tikhonov正则化的收敛速度,反问题,23(2007),第987-1010页·Zbl 1131.65046号
[24] T.Hohage和F.Weilding,声学逆介质散射问题变分源条件的验证,逆问题,31(2015),075006·Zbl 1321.35162号
[25] T.Hohage和F.Weilding,反电磁介质散射问题的变分源条件和稳定性估计,反问题成像,11(2017),第203-220页·Zbl 1417.78003号
[26] 胡春秋,舒诗文,邹建军,反源问题的一种新的变分方法,数值。数学。理论。方法应用。,12(2019年),第331-347页·Zbl 1449.35006号
[27] V.Isakov,偏微分方程的反源问题,Springer-Verlag,纽约,1998年·Zbl 0908.35134号
[28] V.Isakov、S.Leung和J.Qian,《带雪盖的冰的三维重力反演问题》,《反演问题成像》,第7期(2013年),第523-544页·Zbl 1264.86012号
[29] J.Krebs、A.K.Louis和H.Wendland,半离散Tikhonov正则化的Sobolev误差估计和先验参数选择,J.Inverse Ill-Pose Probl。,17(2009),第845-869页·Zbl 1183.41028号
[30] P.D.Lax,《功能分析》,John Wiley&Sons,纽约,2002年·Zbl 1009.47001号
[31] 刘春生,无初始温度条件下回收非加性和不可分离热源的积分方程法,国际。《热质传递杂志》,97(2016),第943-953页。
[32] X.Liu和Z.Zhai,《室内空气污染物追踪的逆向建模方法文献综述和基础》,《室内大气》,17(2007),第419-438页。
[33] X.Liu,用基于概率的逆建模方法识别室内空气污染物源,博士论文,科罗拉多大学土木、环境和建筑工程系,2008年。
[34] W.McLean,《强椭圆系统和边界积分方程》,剑桥大学出版社,2000年·兹比尔0948.35001
[35] P.Nelson和S.H.Yoon,用逆方法估算声源强度:第一部分,逆问题的条件,《声音振动杂志》,233(2000),第639-664页。
[36] G.Nunnari、A.Nucifora和C.Randieri,神经技术在大气污染数据时间序列建模中的应用,生态模型。,111(1998),第187-205页。
[37] T.Skaggs和Z.Kabala,《恢复地下水污染羽流的历史:准可逆性方法》,《水资源研究》,31(1995),第2669-2673页。
[38] M.Snodgrass和P.Kitanidis,《污染源识别的地质统计学方法》,《水资源研究》,33(1997),第537-546页。
[39] M.Tadi,基于边界测量的逆热传导,逆问题,13(1997),第1585-1605页·Zbl 0889.35123号
[40] V.Thomee,《抛物线问题的Galerkin有限元方法》,Springer-Verlag,柏林,2006年·兹比尔1105.65102
[41] F.I.Utreras,多元光滑样条函数的收敛速度,《J近似理论》,52(1988),第1-27页·Zbl 0646.41006号
[42] S.A.van de Geer,《M估计中的经验过程》,剑桥大学出版社,2000年·Zbl 0953.62049号
[43] A.W.van der Vaart和J.A.Wellner,《弱收敛和经验过程:统计应用》,Springer,纽约,1996年·Zbl 0862.60002号
[44] L.Wang和J.Zou,椭圆和抛物系统参数识别的有限元方法的误差估计,离散Contin。动态。系统。序列号。B、 14(2010),第1641-1670页·Zbl 1214.35085号
[45] M.B.Wilk和R.Gnanadesikan,《数据分析的概率绘图方法》,《生物统计学》,55(1968),第1-17页。
[46] J.Wong和P.Yuan,基于FE-的自然对流逆问题算法,互联网。J.数字。方法流体,68(2012),第48-82页·Zbl 1426.76318号
[47] X.Zhang、C.X.Zhu、G.Feng、H.Zhu和P.Guo,在跟踪农村积水饮用水污染中类杆菌特异性16S rRNA的潜在使用,农业投资杂志。科学。,30(2011),第1880-1887页。
[48] 朱斌,陈寅,彭建杰,珠江三角洲城市环境铅同位素地球化学,应用。地球化学。,16(2011年),第409-417页。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。