×

稀疏梯度稳定对稳态Navier-Stokes方程控制的影响。 (英语) Zbl 1391.49054号

小结:本研究提出了一种简化的稀疏梯度稳定方法,用于不可压缩定常流问题的最优控制。从稳定性和速度先验误差的角度分析了所提镇定的效果。在数值计算中可以观察到这种方法与通常的梯度稳定方法的主要区别。由于所提出的方法产生块上三角矩阵,因此与产生完全耦合块矩阵的通用梯度-直径稳定相比,在实现方面具有优势。一旦用拉格朗日方法给出了最优性条件,给出了状态变量和伴随状态变量的稳定性和收敛性结果。在数值实验中,给出了无任何镇定的最优控制问题的解,以及所提出的方法,以比较该方法的有效性。文中还介绍了数值收敛性研究。

MSC公司:

4.95亿 基于必要条件的数值方法
35季度30 Navier-Stokes方程
76D05型 不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程
76D55型 不可压缩粘性流体的流动控制与优化
65纳米12 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
65纳米30 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法

软件:

自由Fem++
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿伯格尔,F。;Temam,R.,关于流体力学中的一些最优控制问题,理论。计算。流体力学。,1, 6, 303-325 (1990) ·Zbl 0708.76106号
[2] Adams,R.A.,Sobolev Spaces(1975),学术出版社:纽约学术出版社·Zbl 0314.46030号
[3] 贝克尔,R。;Vexler,B.,使用稳定有限元方法对对流扩散方程进行最优控制,数值。数学。,106, 3, 349-367 (2007) ·Zbl 1133.65037号
[4] Borzi,A。;Kunisch,K.,椭圆最优控制问题多重网格解的全球化策略,Optim。方法软件。,21, 3, 445-459 (2006) ·Zbl 1136.49311号
[5] 鲍尔斯,A。;勒博恩,S。;Rebholz,L.G.,具有标准和稀疏梯度-直径稳定的Navier-Stokes投影方法的误差分析和迭代求解器,计算。方法应用。机械。工程,275,1-19(2014)·Zbl 1296.76079号
[6] Casas,E.,湍流某些控制问题的最优条件,(流量控制,流量控制,明尼阿波利斯,明尼苏达州,1992)。流量控制。流量控制,明尼阿波利斯,明尼苏达州,1992年,IMA卷数学。申请。,第68卷(1995年),《施普林格:施普林格纽约》,127-147·Zbl 0864.49018号
[7] 陈,G。;Feng,M.,非定常Oseen方程控制系统最优控制的子网格尺度涡粘有限元法,计算。最佳方案。申请。,58, 679-705 (2014) ·Zbl 1297.49047号
[8] 科利斯,S.S。;Heinkenschloss,M.,《应用于最优控制问题求解的流线逆风/Petrov-Galerkin方法分析》(2002),莱斯大学计算与应用数学系,技术报告,TR02-01
[9] 康斯坦丁,P。;Foias,C.,Navier-Stokes方程(1988),芝加哥大学出版社:芝加哥大学出版社·Zbl 0687.35071号
[10] Franca,L.,基于稳定方法的不可压缩流。数值流体力学注释,(《纳维-斯托克斯方程数值方法国际研讨会论文集》,海德堡,1993年10月)
[11] Girault,V。;Raviart,P.-A.,Navier-Stokes方程的有限元方法(1986年),Springer·Zbl 0585.65077号
[12] Gunzburg,M.,粘性不可压缩流的有限元方法:理论、实践和算法指南(1989),学术出版社:波士顿学术出版社·Zbl 0697.76031号
[13] Gunzburger,M。;Hou,L。;Svobodny,T.,带分布和Neumann控制的稳态Navier-Stokes方程最优控制问题的分析和有限元近似,数学。压缩机。,57/195123-151(1991年)·Zbl 0747.76063号
[14] Gunzburger,M。;Manservisi,S.,带分布式控制的Navier-Stokes流速度跟踪问题的分析和近似,SIAM J.Numer。分析。,37, 5, 1481-1512 (2000) ·Zbl 0963.35150号
[15] Hecht,F.,《FreeFem++的新发展》,J.Numer。数学。,20, 3-4, 251-265 (2012) ·Zbl 1266.68090号
[16] Heinkenschloss,M。;Leykekhman,D.,对流占优椭圆线性二次最优控制问题SUPG解的局部误差估计(2008),莱斯大学:休斯顿莱斯大学,CAAM技术报告TR08-30
[17] Hintermüller,M。;Hinze,M.,应用于受控制约束的非定常Navier-Stokes系统的SQP半光滑Newton型算法,SIAM J.Optim。,16, 4, 1177-1200 (2006) ·Zbl 1131.90073号
[18] Hinze,M.,《非定常Navier-Stokes方程的最优和瞬时控制》(2002),德累斯顿理工大学,Uberarbeitet Version der Habilitationsschrift
[19] Hinze,M。;Yan,N。;Zhou,Z.,对流占优扩散方程最优控制的变分离散化,J.Compute。数学。,27, 237-253 (2009) ·Zbl 1212.65248号
[20] Jenkins,E.W。;约翰·V。;Linke,A。;Rebholz,L.G.,关于Stokes方程梯度-直径稳定化中的参数选择,高级计算。数学。,40, 491-516 (2014) ·兹比尔1426.76272
[21] Linke,A。;Rebholz,L.G.,《关于不可压缩流动问题的梯度型简化稀疏稳定性》,计算。方法应用。机械。工程,261-262,142-153(2013)·Zbl 1286.76032号
[22] Olshanskii,M.A.,稳态不可压缩流Navier-Stokes方程的低阶Galerkin有限元方法:稳定性问题和迭代方法,计算。方法应用。机械。工程,1915515-5536(2002)·Zbl 1083.76553号
[23] Olshanskii,医学硕士。;润滑油,G。;Heister,T。;Löwe,J.,不可压缩Navier-Stokes方程的梯度-直径稳定和亚网格压力模型,计算。方法应用。机械。工程,198,49-52,3975-3988(2009)·兹比尔1231.76161
[24] Rees,T。;斯托尔,M。;Dollar,S.,PDE约束优化中的一次性预处理,Kybernetika,46,341-360(2010)·Zbl 1195.65083号
[25] De Los Reyes,J.C。;Grisse,R.,三维稳态Navier-Stokes方程的状态约束最优控制,J.Math。分析。申请。,343, 1, 257-272 (2008) ·Zbl 1138.49022号
[26] 斯托尔,M。;Wathen,A.,含时PDE-约束优化问题的一次性解决方案,Kybernetika,46,2,341-360(2010)·Zbl 1195.65083号
[27] 斯托尔,M。;Wathen,A.,含时Stokes控制的一次性解决方案,J.Compute。物理。,232, 498-515 (2013)
[28] Sun,T.,对流扩散最优控制问题的带内部惩罚的间断Galerkin有限元方法,国际期刊数值。分析。型号。,7, 87-107 (2010) ·Zbl 1499.65529号
[29] Temam,R.,Navier-Stokes方程、理论和数值分析(1984),北荷兰:北荷兰阿姆斯特丹·Zbl 0568.35002号
[30] Tröltzsch,F。;Wachsmuth,D.,Navier-Stokes方程最优控制的二阶充分最优性条件,ESAIM control Optim。计算变量,12,1,93-119(2006)·Zbl 1111.49017号
[31] Ulbrich,M.,用半光滑牛顿法对Navier-Stokes流进行约束最优控制,系统控制快报。,48297-311(2003年)·Zbl 1157.49312号
[32] Wachsmuth,D.,凸控制约束的充分二阶最优性条件,J.Math。分析。申请。,319, 1, 228-247 (2006) ·Zbl 1106.49040号
[33] Wachsmuth,D.,非定常Navier-Stokes方程的最优控制(2006),柏林理工大学,博士论文·Zbl 1232.49006号
[34] Wang,G.,带状态约束的三维Navier-Stokes方程的最优控制,SIAM J.控制优化。,41, 2, 583-606 (2002) ·兹比尔1022.93026
[35] Y'lmaz,F。;Karasözen,B.,非定常Burgers方程最优控制的全能方法,J.Compute。申请。数学。,259, 771-779 (2014) ·兹伯利1318.49052
[36] Zhou,Z。;Yan,N.,由对流扩散方程控制的最优控制问题的局部间断Galerkin方法,国际期刊数值。分析。型号。,7, 681-699 (2010) ·Zbl 1195.65086号
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。