Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa

Stokesin yhtälöllä voidaan kuvata nesteiden ja kaasujen liikettä, jos liike on yksiulotteista tai hidasta. Stokesin yhtälö on yksinkertaistettu ja linearisoitu versio Navier-Stokesin yhtälöistä. Tässä tutkielmassa keskitytään kokoonpuristumattomiin ja viskoottisiin nesteisiin ja kaasuihin. Kokoonpur...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Nokka, Marjaana
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, University of Jyväskylä, Jyväskylän yliopisto
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2012
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/37972
_version_ 1826225744537190400
author Nokka, Marjaana
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_facet Nokka, Marjaana Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto Nokka, Marjaana Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics University of Jyväskylä Jyväskylän yliopisto
author_sort Nokka, Marjaana
datasource_str_mv jyx
description Stokesin yhtälöllä voidaan kuvata nesteiden ja kaasujen liikettä, jos liike on yksiulotteista tai hidasta. Stokesin yhtälö on yksinkertaistettu ja linearisoitu versio Navier-Stokesin yhtälöistä. Tässä tutkielmassa keskitytään kokoonpuristumattomiin ja viskoottisiin nesteisiin ja kaasuihin. Kokoonpuristumattomuus tarkoittaa sitä, että nesteen tai kaasun tiheys ei muutu ajan suhteen. Viskoottisuus taas tarkoittaa sitä, että nesteillä ja kaasuilla on sisäistä kitkaa, joka muodostuu, kun aineen osaset liikkuvat toistensa suhteen. Vaikka osittaisdifferentiaaliyhtälöiden tutkimus on edennyt viime vuosisadalla hyvinkin nopeasti, on analyyttisen ratkaisun löytäminen vaikeaa tai lähes poikkeuksetta mahdotonta. Tapauksissa, joissa analyyttinen ratkaisu löydetään kohtuullisella vaivalla, on yleensä tehty epärealistisen suuria yksinkertaistuksia tai yhtälö on alkujaan keinotekoinen. Jotta epärealistisilta yksinkertaistuksilta voitaisiin välttyä, on osittaisdifferentiaaliyhtälöille kehitetty monia numeerisia ratkaisumenetelmiä, kuten esimerkiksi tässä tutkielmassa hyödynetty elementtimenetelmä. Numeeristen menetelmien käyttö tuottaa osittaisdifferentiaaliyhtälölle likimääräisen ratkaisun, joka hyvin harvoin vastaa tarkkaa ratkaisua. Likimääräiseen ratkaisuun sisältyy siis aina jonkunlainen virhe. Funktionaalisilla a posteriori virhearvioilla voidaan arvioida luotettavasti sitä virhettä, joka tehdään ratkaistaessa osittaisdifferentiaaliyhtälöitä numeerisesti. Tässä tutkielmassa malliongelmana käytetään yleistettyä Stokesin yhtälöä. Tälle ongelmalle on jo aiemmin johdettu a posteriori virhearviot, tässä tutkielmassa johdetaan vastavat virhearviot ottaen huomioon Uzawa-algoritmin erityispiirteet. Uzawa-algoritmi on suosittu menetelmä likiarvoratkaisujen löytämiseen satulapisteongelmille. Lisäksi tarkastellaan Uzawa-algoritmin konvergenssia malliongelman tapauksessa. Seuraavaksi tutkimme approksimaatiovirhettä, joka muodostuu, kun ääretönulotteinen ongelma korvataan äärellisulotteisella ongelmalla. Tämän myötä virheen ylärajaan (majorantiin) tulee vapaita parametreja, jotka tulee minimoida mahdollisimman tarkan ylärajan löytämiseksi. Numeerisessa osuudessa ratkaistaan malliongelma elementtimenetelmällä MINI-elementtiä hyödyntäen ja minimoidaan majorantin vapaat parametrit elementtimenetelmällä Raviart-Thomas-elementtejä hyödyntäen. Lopuksi vahvistetaan johdettujen majoranttien toimivuus numeerisilla testeillä. Numeerisia testejä varten on koottu molemmille elementtityypeille osittaisdifferentiaaliyhtälöratkaisijat.
first_indexed 2023-03-22T09:58:40Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.author", "value": "Nokka, Marjaana", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2012-06-06T08:45:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2012-06-06T08:45:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2012", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.other", "value": "oai:jykdok.linneanet.fi:1218178", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/37972", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "Stokesin yht\u00e4l\u00f6ll\u00e4 voidaan kuvata nesteiden ja kaasujen liikett\u00e4, jos liike on yksiulotteista tai hidasta. Stokesin yht\u00e4l\u00f6 on yksinkertaistettu ja linearisoitu versio Navier-Stokesin yht\u00e4l\u00f6ist\u00e4. T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa keskityt\u00e4\u00e4n kokoonpuristumattomiin ja viskoottisiin nesteisiin ja kaasuihin. Kokoonpuristumattomuus tarkoittaa sit\u00e4, ett\u00e4 nesteen tai kaasun tiheys ei muutu ajan suhteen. Viskoottisuus taas tarkoittaa sit\u00e4, ett\u00e4 nesteill\u00e4 ja kaasuilla on sis\u00e4ist\u00e4 kitkaa, joka muodostuu, kun aineen osaset liikkuvat toistensa suhteen.\n\nVaikka osittaisdifferentiaaliyht\u00e4l\u00f6iden tutkimus on edennyt viime vuosisadalla hyvinkin nopeasti, on analyyttisen ratkaisun l\u00f6yt\u00e4minen vaikeaa tai l\u00e4hes poikkeuksetta mahdotonta. Tapauksissa, joissa analyyttinen ratkaisu l\u00f6ydet\u00e4\u00e4n kohtuullisella vaivalla, on yleens\u00e4 tehty ep\u00e4realistisen suuria yksinkertaistuksia tai yht\u00e4l\u00f6 on alkujaan keinotekoinen. Jotta ep\u00e4realistisilta yksinkertaistuksilta voitaisiin v\u00e4ltty\u00e4, on osittaisdifferentiaaliyht\u00e4l\u00f6ille kehitetty monia numeerisia ratkaisumenetelmi\u00e4, kuten esimerkiksi t\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa hy\u00f6dynetty elementtimenetelm\u00e4. Numeeristen menetelmien k\u00e4ytt\u00f6 tuottaa osittaisdifferentiaaliyht\u00e4l\u00f6lle likim\u00e4\u00e4r\u00e4isen ratkaisun, joka hyvin harvoin vastaa tarkkaa ratkaisua. Likim\u00e4\u00e4r\u00e4iseen ratkaisuun sis\u00e4ltyy siis aina jonkunlainen virhe. \n\nFunktionaalisilla a posteriori virhearvioilla voidaan arvioida luotettavasti sit\u00e4 virhett\u00e4, joka tehd\u00e4\u00e4n ratkaistaessa osittaisdifferentiaaliyht\u00e4l\u00f6it\u00e4 numeerisesti. T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa malliongelmana k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n yleistetty\u00e4 Stokesin yht\u00e4l\u00f6\u00e4. T\u00e4lle ongelmalle on jo aiemmin johdettu a posteriori virhearviot, t\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa johdetaan vastavat virhearviot ottaen huomioon Uzawa-algoritmin erityispiirteet. Uzawa-algoritmi on suosittu menetelm\u00e4 likiarvoratkaisujen l\u00f6yt\u00e4miseen satulapisteongelmille. Lis\u00e4ksi tarkastellaan Uzawa-algoritmin konvergenssia malliongelman tapauksessa.\n\nSeuraavaksi tutkimme approksimaatiovirhett\u00e4, joka muodostuu, kun \u00e4\u00e4ret\u00f6nulotteinen ongelma korvataan \u00e4\u00e4rellisulotteisella ongelmalla. T\u00e4m\u00e4n my\u00f6t\u00e4 virheen yl\u00e4rajaan (majorantiin) tulee vapaita parametreja, jotka tulee minimoida mahdollisimman tarkan yl\u00e4rajan l\u00f6yt\u00e4miseksi. Numeerisessa osuudessa ratkaistaan malliongelma elementtimenetelm\u00e4ll\u00e4 MINI-elementti\u00e4 hy\u00f6dynt\u00e4en ja minimoidaan majorantin vapaat parametrit elementtimenetelm\u00e4ll\u00e4 Raviart-Thomas-elementtej\u00e4 hy\u00f6dynt\u00e4en. Lopuksi vahvistetaan johdettujen majoranttien toimivuus numeerisilla testeill\u00e4. Numeerisia testej\u00e4 varten on koottu molemmille elementtityypeille osittaisdifferentiaaliyht\u00e4l\u00f6ratkaisijat.", "language": null, "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted using Plone Publishing form by Marjaana Nokka (menokka) on 2012-06-06 08:45:41.562542. Form: Pro gradu -lomake (1 tekij\u00e4) (https://kirjasto.jyu.fi/julkaisut/julkaisulomakkeet/pro-gradu-lomake-1-tekijae). JyX data:", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by jyx lomake-julkaisija (jyx-julkaisija@noreply.fi) on 2012-06-06T08:45:41Z\nNo. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201206061805.pdf: 657870 bytes, checksum: 17c3f15320577eb1de7f6de7c5b91630 (MD5)\nlicense.html: 5056 bytes, checksum: 98de39bfed6ea2daa3e7f0160c388dad (MD5)", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2012-06-06T08:45:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2\nURN:NBN:fi:jyu-201206061805.pdf: 657870 bytes, checksum: 17c3f15320577eb1de7f6de7c5b91630 (MD5)\nlicense.html: 5056 bytes, checksum: 98de39bfed6ea2daa3e7f0160c388dad (MD5)\n Previous issue date: 2012", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "65 sivua", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "funktionaalinen", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "a posteriori", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "virhearvio", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "yl\u00e4raja", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "majorantti", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "ODY", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Stokes", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "FEM", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Raviart-Thomas", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "MINI", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "Uzawa", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-201206061805", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.dcmitype", "value": "Text", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "dcmitype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.updated", "value": "2012-06-06T08:45:42Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "updated", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "algoritmit", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "osittaisdifferentiaaliyht\u00e4l\u00f6t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "differentiaaliyht\u00e4l\u00f6t", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_37972
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:55:07Z
main_date 2012-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2012
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/d372a103-5e64-4bc3-a3a2-063c7a356462\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-201206061805.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2012
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Nokka, Marjaana Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa funktionaalinen a posteriori virhearvio yläraja majorantti ODY Stokes FEM Raviart-Thomas MINI Uzawa Matematiikka Mathematics 4041 algoritmit osittaisdifferentiaaliyhtälöt differentiaaliyhtälöt
title Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
title_full Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
title_fullStr Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
title_full_unstemmed Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
title_short Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
title_sort funktionaalisia a posteriori virhearvioita uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
title_txtP Funktionaalisia a posteriori virhearvioita Uzawan tyyppisille menetelmille kokoonpuristumattomien virtausten tapauksessa
topic funktionaalinen a posteriori virhearvio yläraja majorantti ODY Stokes FEM Raviart-Thomas MINI Uzawa Matematiikka Mathematics 4041 algoritmit osittaisdifferentiaaliyhtälöt differentiaaliyhtälöt
topic_facet 4041 FEM MINI Matematiikka Mathematics ODY Raviart-Thomas Stokes Uzawa a posteriori algoritmit differentiaaliyhtälöt funktionaalinen majorantti osittaisdifferentiaaliyhtälöt virhearvio yläraja
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/37972 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-201206061805
work_keys_str_mv AT nokkamarjaana funktionaalisiaaposteriorivirhearvioitauzawantyyppisillemenetelmillekokoonpuristum