×

第二类Moreau正则变分不等式多重网格方法的收敛性。 (英语) Zbl 1435.65222号

摘要:我们分析了带Moreau正则化不可微项的第二类变分不等式的多重网格算法的行为。首先,我们证明了一个定理,总结了本文其余部分中使用的凸、真、下半连续泛函的Moreau正则化的性质。我们证明了当正则化参数接近零时,正则化问题的解收敛于初始问题的解。为了给出凸下半连续泛函Moreau正则化的显式书写过程,我们构造了两个文献中标量未知问题的Moreau正规化,以及一个Tresca摩擦接触问题的Moreou正则化。这些泛函是积分形式的,我们证明了一些命题,给出了这类泛函是下半连续的、真的和凸的一般条件。为了解决正则化问题,即第一类变分不等式,我们使用标准多重网格方法求解双边障碍问题。数值实验表明,即使正则化参数值接近于零,该方法也具有很高的精度和很好的收敛性。鉴于这些结果,我们认为,对于第二类变分不等式,所提出的方法可以替代现有的多重网格方法。

MSC公司:

65号55 多重网格方法;含偏微分方程边值问题的区域分解
65克15 变分不等式及相关问题的数值方法
65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
35A23型 应用于涉及导数、微分和积分算子或积分的偏微分方程的不等式
35B65毫米 偏微分方程解的光滑性和正则性
74M15型 固体力学中的接触
74M10个 固体力学中的摩擦
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Badea,L.,变分不等式标准多重网格方法的全局收敛速度,IMA J.Numer。分析。,34, 1, 197-216 (2014) ·Zbl 1291.65191号 ·doi:10.1093/imanum/drs054
[2] Badea,L.,变分不等式的一些混合多重网格方法的收敛速度,J.Numer。数学。,23, 3, 195-210 (2015) ·兹比尔1325.65168 ·doi:10.1515/jnma-2015-0013
[3] Badea,L。;Krause,R.,第二类不等式的一级和二级Schwarz方法及其在摩擦接触问题中的应用,Numer。数学。,120, 4, 573-599 (2012) ·Zbl 1250.65087号 ·doi:10.1007/s00211-011-0423-y
[4] Barbu,V.,Banach空间中单调类型的非线性微分方程,Springer数学专著(2010),纽约:Springer,纽约·Zbl 1197.35002号
[5] Brent,Rp,第4章:求函数零点的保证收敛算法,无导数最小化算法(1973),Prentice-Hall:Englewood Cliffs,Prentice-Hall·Zbl 0245.65032号
[6] Brezis,H.,泛函分析,Sobolev空间和偏微分方程(2010),纽约:Springer,纽约·Zbl 1218.46002号
[7] 伯克·J。;Qian,M.,关于使用Broyden和BFGS矩阵割线更新的可变度量最近点算法的超线性收敛性,数学。程序。,88, 1, 157-181 (2000) ·Zbl 1028.90086号 ·doi:10.1007/PL00011373
[8] 陈,X。;Fukushima,M.,不可微凸优化的近似拟Newton方法,数学。程序。,85, 2, 313-334 (1999) ·Zbl 0946.9011号 ·doi:10.1007/s101070050059
[9] Christof,C.:第一类和第二类椭圆变分不等式的灵敏度分析,博士。论文,https://eldorado.tu-dortmund.de/bitstream/2003/37059/1/论文Christof.eps (2018)
[10] 组合,Patrick L。;Pesquet,Jean-Christophe,信号处理中的近距离分裂方法,Springer优化及其应用,185-212(2011),纽约州纽约市:Springer纽约州纽约·Zbl 1242.90160号
[11] 组合框,Pl;Wajs,Vr,近端前向背向分裂信号恢复,多尺度模型。模拟。,4, 4, 1168-1200 (2005) ·兹比尔1179.94031 ·数字对象标识代码:10.1137/050626090
[12] Dahlquist,G.,Björck,G.A.:科学计算中的数值方法,第一卷SIAM(2008)·Zbl 1153.65001号
[13] 德克尔,T.J.:通过连续线性插值求零。在:Dejon,B.,Henrici,P.(eds.)《代数基本定理的构造方面》中。Wiley-Interscience,伦敦(1969年)·Zbl 0198.49302号
[14] 埃克兰,I。;Team,R.,《分析变量和问题》(1974年),巴黎:杜诺,巴黎·Zbl 0281.49001号
[15] Fuentes,M。;Malick,J。;Lemaréchal,C.,平滑优化的下降不精确近似算法,计算。最佳方案。申请。,53, 3, 755-769 (2012) ·Zbl 1264.90160号 ·doi:10.1007/s10589-012-9461-3
[16] 福岛,M。;Qi,L.,非光滑凸最小化的全局和超线性收敛算法,SIAM J.Optim。,6, 4, 1106-1120 (1996) ·Zbl 0868.90109号 ·doi:10.1137/S1052623494278839
[17] 格洛温斯基,R。;狮子,Jl;Trémolières,R.,《方程变量分析》(1976),巴黎:杜诺,巴黎·Zbl 0358.65091号
[18] Hintermüller,M。;Kunisch,K.,函数空间中一类约束极小化问题的路径允许方法,SIAM J.Optim。,17, 1, 159-187 (2006) ·Zbl 1137.49028号 ·数字对象标识代码:10.1137/040611598
[19] Hintermüller,M。;Kunisch,K.,低乘子正则性约束最小化中的可行和非内路径跟踪,SIAM J.控制优化。,45, 4, 1198-1221 (2006) ·Zbl 1121.49030号 ·doi:10.1137/050637480
[20] Hintermüller,M。;Hinze,M。;Tber,M.,非光滑Cahn-Hilliard问题的基于Moreau-Yosida的自适应有限元求解器,Optim。方法软件。,26, 777-811 (2011) ·Zbl 1366.74070号 ·doi:10.1080/10556788.2010.549230
[21] Hintermüller,M。;Hinze,M。;Kahle,C.,耦合Cahn-Hilliard/Navier-Stokes系统的基于Moreau-Yosida的自适应有限元解算器,J.Compute。物理。,235, 810-827 (2013) ·Zbl 1291.65300号 ·doi:10.1016/j.jcp.2012.10.010
[22] Hintermüller,M。;Schiela,A。;Wollner,W.,状态约束最优控制的基于Moreau-Yosida的路径允许方法中的原对偶路径长度,SIAM J.Optim。,2014年1月24日,108-126·Zbl 1408.49026号 ·数字对象标识代码:10.1137/120866762
[23] M.Keuthen。;Ulbrich,M.,Moreau-Yosida正则化在几何约束形状优化中的应用,计算。最佳方案。申请。,62, 1, 181-216 (2015) ·Zbl 1346.90810号 ·doi:10.1007/s10589-014-9661-0
[24] Kornhuber,R.,椭圆变分不等式的单调多重网格方法I,Numer。数学。,69, 167-184 (1994) ·Zbl 0817.65051号 ·doi:10.1007/BF03325426
[25] Kornhuber,R.,椭圆变分不等式的单调多重网格方法II,Numer。数学。,72, 481-499 (1996) ·兹比尔0861.65056 ·doi:10.1007/s002110050178
[26] Kornhuber,R.,《关于变分不等式的约束牛顿线性化和多重网格》,Numer。数学。,91, 699-721 (2002) ·Zbl 1003.65070号 ·doi:10.1007/s002110100341
[27] Mandel,J.,对称正定线性互补问题的多级迭代方法,应用。数学。选择。,11, 77-95 (1984) ·Zbl 0539.65046号 ·doi:10.1007/BF01442171
[28] 曼德尔,J.,Etude algébrique d'une méthode multigarian pour quelques de frontière libre,C.R.Acad。科学。,298,序列号。一、 469-472(1984)·Zbl 0543.65044号
[29] Martinet,B.,《正则化方程变量内尔近似级数》,弗朗西斯·Informat评论。Recherche Opérationnelle,4,R-3,154-158(1970)·Zbl 0215.21103号
[30] Martinet,B.,《非点固定应用伪契约的确定方法》,美国科学院。科学。巴黎,274163-165(1972)·Zbl 0226.47032号
[31] 莫罗,Jj,Proximitéet dualitédans un espace hilbertien,公牛。社会数学。法国,93,273-299(1965)·Zbl 0136.12101号 ·doi:10.24033/bsmf.1625
[32] Rockafellar,Rt,Monotone操作符和近点算法,SIAM J.Control。最佳。,14, 5, 877-898 (1976) ·Zbl 0358.90053号 ·doi:10.1137/0314056
[33] Ulbrich,M。;乌尔布里希,S。;Bratzke,Dd,半线性接触问题的多重网格半光滑牛顿法,国际计算杂志。数学。,35, 4, 486-528 (2017) ·Zbl 1413.65447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。