A POSTERIORI ERROR ESTIMATES FOR APPROXIMATE SOLUTIONS OF THE OBSTACLE PROBLEM FOR THE 𝑝-LAPLACIAN

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The paper is concerned with a functional identity and estimates which are fulfilled for the measures of deviations from exact solutions of the obstacle problem for the 𝑝-Laplacian. They hold true for any functions from the corresponding (energy) functional class, which contains the generalised solution of the problem as well. We do not use any special properties of approximations or numerical methods nor information of the exact configuration of the coincidence set. The right-hand side of the identities and estimates contains only known functions and can be explicitly calculated, and the left side represents a certain measure of the deviation of the approximate solution from the exact solution. The right-hand side of the identity and estimates contains only known functions and can be explicitly calculated, while and the left side represents a certain measure of the deviation of the approximate solution from the exact one. The obtained functional relations allow to estimate the error of of any approximate solutions of the problem regardless of the method of their obtaining. In addition, they enable to compare the exact solutions of problems with different data. The latter provides the possibility to estimate the errors of mathematical models.

作者简介

D. Apushkinskaya

People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: apushkinskaya@gmail.com
Moscow, Russia

A. Novikova

People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: aanovikova01@gmail.com
Moscow, Russia

S. Repin

People’s Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba; Saint Petersburg Department of Steklov Mathematical Institute of RAS

Email: rpnspb@gmail.com
Moscow, Russia

参考

  1. Lions, J.-L. Variational inequalities / J.-L. Lions, G. Stampacchia // Comm. Pure Appl. Math. — 1967. — V. 20. — P. 493-519.
  2. Petrosyan, A. Regularity of Free Boundaries in Obstacle-Type Problems / A. Petrosyan, H. Shagholian, N.N. Uraltseva. — Providence : American Mathematical Society, 2012. — 221 p.
  3. Choe, H.J. On the obstacle problem for quasilinear elliptic equations of р-Laplacian type / H.J. Choe, J.L. Lewis // SIAM J. Math. Anal. — 1991. — V. 22, № 3. — P. 623-638.
  4. Andersson J. Optimal regularity for the obstacle problem for the р-Laplacian / J. Andersson, E. Lindgren, H. Shahgholian // J. Differ. Equat. — 2015. — V. 259, № 6. — P. 2167-2179.
  5. Jouvet, G. Steady, shallow ice sheets as obstacle problems: well-posedness and finite element approximation / G. Jouvet, E. Bueler // SIAM J. Appl. Math. — 2012. — V. 72, № 4. — P. 1292-1314.
  6. Lewicka, M. The obstacle problem for the р-Laplacian via optimal stopping of tug-of-war games / M. Lewicka, J.J. Manfredi // Probab. Theory Related Fields. — 2017. — V. 167, № 1-2. — P. 349-378.
  7. On the porosity of free boundaries in degenerate variational inequalities / L. Karp, T. Kipelainen, A. Petrosyan, H. Shagholian // J. Differ. Equat. — 2000. — V. 164, № 1. — P. 110-117.
  8. Lee, K. Hausdorff measure and stability for the p-obstacle problem (2
  9. Rodrigues, J.F. Stability remarks to the obstacle problem for p-Laplacian type equations / J.F. Rodrigues // Calc. Var. Partial Differ. Equat. — 2005. — V. 23, № 1. — P. 51-65.
  10. Falk, R.S. Error estimates for approximation of a class of a variational inequalities / R.S. Falk // Math. Comp. — 1974. — V. 28. — P. 963-971.
  11. Chen, Z., Residual type a posteriori error estimates for elliptic obstacle problems / Z. Chen, R. Nochetto // Numer. Math. — 2000. — V. 84. — P. 527—548.
  12. Repin, S.I. Accuracy of Mathematical Models — Dimension Reduction, Homogenization, and Simplification / S.I. Repin, S.A. Sauter. — Zurich : European Mathematical Society, 2020. — 317 p.
  13. Repin, S.I. A posteriori error estimation for variational problems with uniformly convex functionals / S.I. Repin // Math. Comp. — 2000. — V. 69, № 230. — P. 481-500.
  14. Репин, С.И. Апостериорные тождества для мер отклонений от точных решений нелинейных краевых задач / С.И. Репин // Журн. вычислит. математики и мат. физики. — 2023. — Т. 63, № 6. — С. 896-919.
  15. Repin, S. Error identities for variational problems with obstacles / S. Repin, J. Valdman // ZAMM Z. Angew. Math. Mech. — 2018. — Bd. 98, № 4. — S. 635-658.
  16. Apushkinskaya D.E. Thin obstacle problem: estimates of the distance to the exact solution / D.E. Apushkinskaya, S.I. Repin // Interfaces Free Bound. — 2018. — V. 20, № 4. — P. 511-531.
  17. Apushkinskaya, D.E. and Repin, S.I., Biharmonic obstacle problem: guaranteed and computable error bounds for approximate solutions, Comput. Math. Math. Phys., 2020, vol. 60, no. 11, pp. 1823-1838.
  18. Apushkinskaya, D. Functional a posteriori error estimates for the parabolic obstacle problem / D. Apushkinskaya, S. Repin // Comput. Methods Appl. Math. — 2022. — V. 22, № 2. — P. 259276.
  19. Sharp numerical inclusion of the best constant for embedding H01 (Q) < Lp(Q) on bounded convex domain / K. Tanaka, K. Sekine, M. Mizuguchi, S. Oishi // J. Comput. Appl. Math. — 2017. — V. 311 — P. 306-313.
  20. Rossi, J.D. Optimal regularity at the free boundary for the infinity obstacle problem / J.D. Rossi, E.V. Teixeira, J.V. Urbano // Interfaces Free Bound. — 2015. — V. 17, № 3. — P. 381-398.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».