×

状态导数具有逐点约束的一维椭圆分布最优控制问题的有限元方法。 (英语) Zbl 1481.49013号

摘要:我们研究了一维椭圆分布最优控制问题的有限元方法,该问题的状态导数是由状态变量的四阶变分不等式表示的,具有逐点约束。对于Dirichlet边界条件的问题,我们使用现有的(H^{frac{5}{2}-\epsilon}导出最佳状态的正则性结果\(O(h^{frac{1}{2}-\epsilon})在(H^2)范数中逼近最优状态的收敛性。对于混合Dirichlet和Neumann边界条件的问题,我们证明了在数据的适当假设下,最优状态属于\(H^3\),并获得了\(H^2 \)范数中最优状态近似的\(O(H)\)收敛性。

MSC公司:

49J40型 变分不等式
65纳米30 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
49J20型 偏微分方程最优控制问题的存在性理论
65K15码 变分不等式及相关问题的数值方法
65克10 数值优化和变分技术
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 亚当斯,RA;Fournier,JJF,Sobolev spaces(2003),阿姆斯特丹:阿姆斯特丹学术出版社·Zbl 1098.46001号
[2] J.Bergh。;Löfström,J.,《插值空间》(1976),柏林:施普林格出版社,柏林·兹伯利0344.46071 ·doi:10.1007/978-3-642-66451-9
[3] 南卡罗来纳州布伦纳;Scott,LR,《有限元方法的数学理论》(2008),纽约:Springer,纽约·Zbl 1135.65042号 ·数字对象标识代码:10.1007/978-0-387-75934-0
[4] 南卡罗来纳州布伦纳;Sung,L-Y,点态约束椭圆分布最优控制问题有限元方法的新收敛性分析,SIAM J control Optim,552289-2304(2017)·兹比尔1370.49006 ·doi:10.1137/16M1088090
[5] Brenner SC,Sung L-Y,Zhang Y(2013)状态约束椭圆最优控制问题的二次(C^0)内点惩罚方法。收录:Karakashian O,Feng X,Xing Y(eds)偏微分方程间断Galerkin有限元方法的最新发展,IMA数学卷及其应用第157卷。施普林格,查姆·海德堡-纽约-德勒支-伦敦,第97-132页。(2012年约翰·巴雷特纪念演讲)·Zbl 1282.65074号
[6] 南卡罗来纳州布伦纳;戴维斯,哥伦比亚广播公司;Sung,L-Y,一类四阶椭圆变分不等式的单位分解方法,计算方法应用机械工程,276612-626(2014)·Zbl 1425.65070号 ·doi:10.1016/j.cma.2014.04.004
[7] Brenner SC,Oh M,Pollock S,Porwal K,Schedensack M,Sharma N(2016)三维点态约束椭圆分布最优控制问题的内罚方法。收录:Brenner SC(ed)《数值偏微分方程和科学计算》,第160卷。数学中的IMA卷及其应用。施普林格,Cham-Heidelberg-New-York-Dordrecht-Longon,第1-22页·Zbl 1384.65038号
[8] 布伦纳,SC;杰迪克,J。;Sung,L-Y,带点态约束的非凸多边形域上椭圆分布最优控制问题的(C^0)内点惩罚方法,SIAM J Numer Ana,56,1758-1785(2018)·Zbl 1396.49003号 ·doi:10.1137/17M1140649
[9] 南卡罗来纳州布伦纳;古迪,T。;Porwal,K。;Sung,L-Y,带点态和控制约束的椭圆分布最优控制问题的Morley有限元方法,ESAIM:COCV,24,1181-1206(2018)·Zbl 1412.49025号
[10] 南卡罗来纳州布伦纳;宋,L-Y;Zhang,Y.,带Neumann边界条件的椭圆状态约束最优控制问题的(C^0)内点惩罚方法,计算应用数学杂志,350212-232(2019)·Zbl 1524.65763号 ·doi:10.1016/j.cam.2018.10.015
[11] 卡萨斯,E。;Bonnans,JF;Brezzis,H。;Lions,JL,Contróle de systèmes elliptiques semilinéares comportant des containtes sur létat,非线性偏微分方程及其应用,69-86(1988),纽约:朗曼,纽约
[12] 卡萨斯,E。;Fernández,LA,状态梯度上具有逐点约束的半线性椭圆方程的最优控制,应用数学优化,27,35-56(1993)·兹比尔0761.49010 ·doi:10.1007/BF01182597
[13] Ciarlet,PG,椭圆问题的有限元方法(1978),阿姆斯特丹:荷兰北部·Zbl 0383.65058号
[14] Deckelnick,K。;Günther,A。;Hinze,M.,带梯度约束的椭圆控制问题的有限元近似,数值数学,111,335-350(2009)·Zbl 1161.65047号 ·doi:10.1007/s00211-008-0185-3
[15] 埃克兰,I。;Témam,R.,凸分析和变分问题(1999),费城:工业和应用数学学会(SIAM)·Zbl 0939.49002号 ·doi:10.1137/1.9781611971088
[16] 伊藤,K。;Kunisch,K.,《变分问题和应用的拉格朗日乘数法》(2008),费城:工业和应用数学学会,费城·Zbl 1156.49002号 ·doi:10.1137/1.9780898718614
[17] 狮子,JL;Magenes,E.,非齐次边值问题及其应用I(1972),纽约:施普林格,纽约·Zbl 0223.35039号 ·数字对象标识代码:10.1007/978-3-642-65217-2
[18] 刘,W。;龚·W。;Yan,N.,状态约束最优控制问题的新有限元近似,计算数学杂志,2797-114(2009)·Zbl 1199.49067号
[19] Luenberger,DG,向量空间法优化(1969),纽约:威利·Zbl 0176.12701号
[20] 穆尔西,MKV;Stampacchia,G.,带混合边界条件的变分不等式,以色列数学杂志,13188-2241972(1973)·Zbl 0255.35027号
[21] Nečas,J.,《椭圆方程理论中的直接方法》(2012),海德堡:施普林格,海德伯格·Zbl 1246.35005号 ·doi:10.1007/978-3-642-10455-8
[22] 奥特纳,C。;Wollner,W.,“状态梯度上具有逐点约束的最优控制问题的先验误差估计”,《数值数学》,118587-600(2011)·兹比尔1228.65097 ·doi:10.1007/s00211-011-0360-9
[23] Rudin,W.,《真实与复杂分析》(1966),纽约:McGraw-Hill Book Co.,纽约·Zbl 0142.01701号
[24] Schwartz,L.,《分配理论》(1966),巴黎:赫尔曼,巴黎·Zbl 0149.09501号
[25] Wollner,W.,非光滑多边形域中状态梯度上具有逐点约束的椭圆方程的最优控制,SIAM J control Optim,502117-2129(2012)·兹比尔1255.49012 ·数字对象标识代码:10.1137/10836419
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。