다중혈관 관상동맥 환자에서 y-문합을 이용하여 양쪽 내흉동맥만을 사용한 우회술의 조기 성적

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Convex Analysisの二,三の進展について

A criterion is given for the convergence of numerical solutions of the Navier-Stokes equations in two dimensions under steady conditions. The criterion applies to all cases, of steady viscous flow in two dimensions and shows that if the local ' mesh Reynolds number ', based on the size of the mesh used in the solution, exceeds a certain fixed value, the numerical solution will not converge.

On the Navier-Stokes equations

This book provides a thorough introduction to the mathematical and algorithmic aspects of certified reduced basis methods for parametrized partial differential equations. Central aspects ranging from model construction, error estimation and computational efficiency to empirical interpolation methods are discussed in detail for coercive problems. More advanced aspects associated with time-dependent problems, non-compliant and non-coercive problems and applications with geometric variation are also discussed as examples.

Certified Reduced Basis Methods for Parametrized Partial Differential Equations

Gegenstand des Buches ist die Dual Weighted Residual method (DWR), ein sehr effizientes numerisches Verfahren zur Behandlung einer großen Klasse von variationell formulierten Differentialgleichungen. Das numerische Verfahren ist adaptiv, d.h. es konstruiert eigenständig eine Folge von Approximationen für eine gegebene Fragestellung. Typische Fragestellungen sind die Bestimmung gewichteter Mittelwerte der Lösung oder ihrer Ableitungen, die Bestimmung von Randintegralen über Lösungskomponenten (relevant z.B. für die Berechnung von strömungsmechanischen Kenngrößen) oder die Bestimmung von Spannungsintensitätsfaktoren (z.B. in der Bruchmechanik). Das Verfahren basiert auf Projektionsmethoden wie z.B. der Finiten Elemente Methode (FEM). Dort wird die Approximationsgüte durch die Wahl der Gitter gesteuert. Der Kern jeder adaptiven FEM ist deshalb die Art, wie die Gitter gewählt werden. Typischerweise geschieht dies in einer adaptiven Schleife, in der in mehreren Durchgängen schrittweise das Gitter verbessert wird, bis eine gewünschte Genauigkeit erreicht ist. Bei der DWR wird in jedem Schleifendurchgang ein lineares Hilfsproblem—das sog. duale Problem, welches von der vorliegenden Fragestellung abhängt—(näherungsweise) gelöst. Weiterhin wird eine Approximation der Differentialgleichung bestimmt. Aus diesen nun vorliegenden Daten wird dann herausdestilliert, wo das Gitter verfeinert werden sollte bzw. vergröbert werden kann, um eine genauere Lösung zu erhalten. Ziel eines adaptiven Algorithmus ist, das gewünschte Ergebnis möglichst effizient zu bestimmen, d.h. mit möglichst geringem Bedarf an Resourcen (Rechenzeit, Speicherbedarf etc.). Mit zahlreichen Beispielen belegt das Buch, daß die DWR dieses Ziel erreicht. Es sei hier besonders hervorgehoben, daß eine Kosten-Nutzen-Betrachtung für die DWR besonders bei nichtlinearen Problemen günstig ausfällt, da die Kosten für die Lösung des linearen Hilfsproblems vergleichbar mit denen eines Newtonschrittes sind und somit nur einen kleinen Teil der Gesamtkosten ausmachen. Das Buch gibt einen sehr guten Überblick über die Technik und die Möglichkeiten der DWR. In einleitenden Kapiteln wird die DWR an gewöhnlichen Differentialgleichungen und dann an einfachen linearen, elliptischen partiellen Differentialgleichungen sehr klar und verständlich vorgeführt. Anschließend wird die DWR in einem abstrakten funktionalanalytischen Rahmen vorgestellt. Der Rest des Buches illustriert auf eindrucksvolle Weise die Leistungsfähigkeit und Breite der Anwendungsfähigkeit des Konzeptes an Hand von Fallbeispielen: Es werden Eigenwertprobleme, Optimierungsaufgaben mit Zwangsbedingungen, die durch eine partielle Differentialgleichung gegeben sind, Strukturmechanikprobleme (lineare Elastizität, Plastizität), Strömungsmechanik (hydrodynamische Stabilitätsanalyse, Berechnung von Strömungskennwerten) behandelt. Auch zeitabhängige Probleme wie die Lösung der Wellengleichung werden mit der DWR erfolgreich bearbeitet. Insgesamt wird klar ersichtlich, daß die DWR eine sehr flexible und vielseitig anwendbare Technik ist. Die ausgewählten numerischen Beispiele, die vor allem aus umfangreichen numerischen Untersuchungen der Gruppe von Rolf Rannacher aus den letzten 10 Jahren ausgewählt wurden, sind sehr illustrativ. Die Erläuterungen zu den Beispielen sind auch deshalb interessant, weil eine Menge zusätzlicher Informationen über die numerische Behandlung des vorliegenden Problems quasi nebenbei einfließen. Das Buch entstand aus einer fortgeschrittenen Spezialvorlesung, die an der ETH Zürich gehalten wurde. Einen Lehrbuchcharakter erhält das Buch dadurch, daß Übungsaufgaben (mit detailierten Lösungen im Anhang) jedes Kapitel abschließen. Die Aufgaben enthal-

Adaptive finite element methods for differential equations.

We propose two new algorithms to improve greedy sampling of high-dimensional func- tions. While the techniques have a substantial degree of generality, we frame the discussion in the context of methods for empirical interpolation and the development of reduced basis techniques for high-dimensional parametrized functions. The first algorithm, based on a saturation assumption of the error in the greedy algorithm, is shown to result in a significant reduction of the workload over the standard greedy algorithm. In a further improved approach, this is combined with an algorithm in which the train set for the greedy approach is adaptively sparsified and enriched. A safety check step is added at the end of the algorithm to certify the quality of the sampling. Both these techniques are applicable to high-dimensional problems and we shall demonstrate their performance on a number of numerical examples.

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Efficient greedy algorithms for high-dimensional parameter spaces with applications to empirical interpolation and reduced basis methods ∗

Discontinuous Galerkin (DG) finite element methods were studied by many researchers for second-order elliptic partial differential equations, and a priori error estimates were established when the solution of the underlying problem is piecewise $H^{3/2+\epsilon}$ smooth with $\epsilon>0$. However, elliptic interface problems with intersecting interfaces do not possess such a smoothness. In this paper, we establish a quasi-optimal a priori error estimate for interface problems whose solutions are only $H^{1+\alpha}$ smooth with $\alpha\in(0,1)$ and, hence, fill a theoretical gap of the DG method for elliptic problems with low regularity. The second part of the paper deals with the design and analysis of robust residual- and recovery-based a posteriori error estimators. Theoretically, we show that the residual and recovery estimators studied in this paper are robust with respect to the DG norm, i.e., their reliability and efficiency bounds do not depend on the jump, provided that the distribution of coefficients is locally quasi-monotone.

Discontinuous Galerkin Finite Element Methods for Interface Problems: A Priori and A Posteriori Error Estimations

This paper studies a new recovery-based a posteriori error estimator for the conforming linear finite element approximation to elliptic interface problems. Instead of recovering the gradient in the continuous finite element space, the flux is recovered through a weighted $L^2$ projection onto $H(\mathrm{div})$ conforming finite element spaces. The resulting error estimator is analyzed by establishing the reliability and efficiency bounds and is supported by numerical results. This paper also proposes an adaptive finite element method based on either the recovery-based estimators or the edge estimator through local mesh refinement and establishes its convergence. In particular, it is shown that the reliability and efficiency constants as well as the convergence rate of the adaptive method are independent of the size of jumps.

https://www.jstor.org/stable/info/27862724

Recovery-Based Error Estimator for Interface Problems: Conforming Linear Elements

In [Z. Cai and S. Zhang, SIAM J. Numer. Anal., 47 (2009), pp. 2132-2156], we introduced and analyzed a recovery-based a posteriori error estimator for conforming linear finite element approximation to interface problems. It was shown theoretically that the estimator is robust with respect to the size of jumps provided that the distribution of coefficients is locally monotone. Numerical examples showed that this condition is unnecessary. This paper extends the idea in [Z. Cai and S. Zhang, SIAM J. Numer. Anal., 47 (2009), pp. 2132-2156] to mixed and nonconforming finite element methods for developing and analyzing robust estimators. Numerical results on test problems are also presented. Moreover, an a priori error estimate is obtained when the underlying problem has low regularity.

Recovery-Based Error Estimators for Interface Problems: Mixed and Nonconforming Finite Elements

For elliptic interface problems in two and three dimensions, this paper studies a priori and residual-based a posteriori error estimations for the Crouzeix--Raviart nonconforming and the discontinuous Galerkin finite element approximations. It is shown that both the a priori and the a posteriori error estimates are robust with respect to the diffusion coefficient, i.e., constants in the error bounds are independent of the jump of the diffusion coefficient. The a priori estimates are also optimal with respect to local regularity of the solution. Moreover, we obtained these estimates with no assumption on the distribution of the diffusion coefficient.

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Shun Zhang

Papers

Efficient greedy algorithms for high-dimensional parameter spaces with applications to empirical interpolation and reduced basis methods ∗

Discontinuous Galerkin Finite Element Methods for Interface Problems: A Priori and A Posteriori Error Estimations

Recovery-Based Error Estimator for Interface Problems: Conforming Linear Elements

Recovery-Based Error Estimators for Interface Problems: Mixed and Nonconforming Finite Elements

Discontinuous Finite Element Methods for Interface Problems: Robust A Priori and A Posteriori Error Estimates