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Methodes De Decomposition De Domaines En Temps Et En Espace Pour La Resolution De Systemes Dedos Non Lineaires
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Book Synopsis Méthodes de décomposition de domaines en temps et en espace pour la résolution de systèmes d'EDOs non-linéaires by : Patrice Linel
Download or read book Méthodes de décomposition de domaines en temps et en espace pour la résolution de systèmes d'EDOs non-linéaires written by Patrice Linel and published by . This book was released on 2011 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La complexification de la modélisation multi-physique conduit d'une part à devoir simuler des systèmes d'équations différentielles ordinaires et d'équations différentielles algébriques de plus en plus grands en nombre d'inconnues et sur des temps de simulation longs. D'autre part l'évolution des architectures de calcul parallèle nécessite d'autres voies de parallélisation que la décomposition de système en sous-systèmes. Dans ce travail, nous proposons de concevoir des méthodes de décomposition de domaine pour la résolution d'EDO en temps. Nous reformulons le problème à valeur initiale en un problème aux valeurs frontières sur l'intervalle de temps symétrisé, sous l'hypothèse de réversibilité du flot. Nous développons deux méthodes, la première apparentée à une méthode de complément de Schur, la seconde basée sur une méthode de type Schwarz dont nous montrons la convergence pouvant être accélérée par la méthode d'Aitken dans le cadre linéaire. Afin d'accélérer la convergence de cette dernière dans le cadre non-linéaire, nous introduisons les techniques d'extrapolation et d'accélération de la convergence des suites non-linéaires. Nous montrons les avantages et les limites de ces techniques. Les résultats obtenus nous conduisent à développer l'accélération de la méthode de type Schwarz par une méthode de Newton. Enfin nous nous intéressons à l'étude de conditions de raccord non-linéaires adaptées à la décomposition de domaine de problèmes non-linéaires. Nous nous servons du formalisme hamiltonien à ports, issu du domaine de l'automatique, pour déduire les conditions de raccord dans le cadre l'équation de Saint-Venant et de l'équation de la chaleur non-linéaire. Après une étude analytique de la convergence de la DDM associée à ces conditions de transmission, nous proposons et étudions une formulation de Lagrangien augmenté sous l'hypothèse de séparabilité de la contrainte.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods for the Numerical Solution of Partial Differential Equations by : Tarek Mathew
Download or read book Domain Decomposition Methods for the Numerical Solution of Partial Differential Equations written by Tarek Mathew and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2008-06-25 with total page 775 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Domain decomposition methods are divide and conquer computational methods for the parallel solution of partial differential equations of elliptic or parabolic type. The methodology includes iterative algorithms, and techniques for non-matching grid discretizations and heterogeneous approximations. This book serves as a matrix oriented introduction to domain decomposition methodology. A wide range of topics are discussed include hybrid formulations, Schwarz, and many more.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXVI by : Susanne C. Brenner
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXVI written by Susanne C. Brenner and published by Springer Nature. This book was released on 2023-03-15 with total page 778 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: These are the proceedings of the 26th International Conference on Domain Decomposition Methods in Science and Engineering, which was hosted by the Chinese University of Hong Kong and held online in December 2020. Domain decomposition methods are iterative methods for solving the often very large systems of equations that arise when engineering problems are discretized, frequently using finite elements or other modern techniques. These methods are specifically designed to make effective use of massively parallel, high-performance computing systems. The book presents both theoretical and computational advances in this domain, reflecting the state of art in 2020.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering by : Ralf Kornhuber
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering written by Ralf Kornhuber and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2006-03-30 with total page 686 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Domain decomposition is an active, interdisciplinary research area that is devoted to the development, analysis and implementation of coupling and decoupling strategies in mathematics, computational science, engineering and industry. A series of international conferences starting in 1987 set the stage for the presentation of many meanwhile classical results on substructuring, block iterative methods, parallel and distributed high performance computing etc. This volume contains a selection from the papers presented at the 15th International Domain Decomposition Conference held in Berlin, Germany, July 17-25, 2003 by the world's leading experts in the field. Its special focus has been on numerical analysis, computational issues,complex heterogeneous problems, industrial problems, and software development.
Book Synopsis Méthodes de décomposition de domaine by : Aïcha Bounaim
Download or read book Méthodes de décomposition de domaine written by Aïcha Bounaim and published by . This book was released on 1999 with total page 184 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail porte sur l'étude des méthodes de décomposition de domaine et leur application pour résoudre des problèmes de contrôle optimal régis par des équations aux dérivées partielles. Le principe de ces méthodes consiste à ramener des problèmes de grande taille sur des géométries complexes en une suite de sous-problèmes de taille plus petite sur des géométries plus simples. En considérant une décomposition sans recouvrement, l'intérêt de ces méthodes pour les problèmes de contrôle optimal réside au niveau de l'intégration de l'équation d'état, puisqu'il est possible de partitionner le problème en une suite de problèmes plus petits, quitte à contraindre les interfaces entre les sous-domaines à obéir à des conditions de raccordement afin de déduire la solution globale à partir des solutions locales. Dans une première partie, nous étudions le cas elliptique. Nous considérons simultanément la minimisation de la fonction coût et des raccordements sur les frontières entre les sous-domaines. Cette combinaison de problèmes de minimisation et de méthodes de décomposition de domaine est traitée par des techniques de Lagrangien augmenté. Nous montrons que, sur le domaine décomposé, le problème initial se réduit à la recherche d'un point-selle. Une étude des méthodes de Lagrangien nous a permis de choisir une variante d'algorithmes existants dans la littérature et de les combiner avec un algorithme de décomposition de domaine. Dans la seconde partie, nous développons l'extension de cette approche aux problèmes de contrôle optimal régis par des systèmes paraboliques en considérant uniquement une décomposition en espace du domaine de calcul. Dans une dernière partie, nous considérons une décomposition de domaine avec recouvrement à chaque pas de la minimisation. D'une part, nous construisons un algorithme parallèle en utilisant la méthode de Schwarz multiplicative en tant que solveur. Ceci permet de déduire naturellement l'état adjoint par transposition des systèmes directs locaux. L'algorithme global défini par la méthode de minimisation de type quasi-Newton et ce solveur de Schwarz constitue une méthode robuste de résolution du problème de contrôle optimal, mais coûteuse. D'autre part, et plus particulièrement, pour des problèmes de grande taille, l'algorithme de type quasi-Newton, combiné avec le solveur de Krylov BiCGSTAB préconditionné par une méthode de Schwarz additive, est plus compétitif dans la mesure oû l'on obtient de bonnes performances parallèles. De nombreux résultats sont présentés pour préciser le comportement des algorithmes d'optimisation quand ils sont utilisés avec des méthodes de Schwarz
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXV by : Ronald Haynes
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXV written by Ronald Haynes and published by Springer Nature. This book was released on 2020-10-24 with total page 508 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: These are the proceedings of the 25th International Conference on Domain Decomposition Methods in Science and Engineering, which was held in St. John's, Newfoundland, Canada in July 2018. Domain decomposition methods are iterative methods for solving the often very large systems of equations that arise when engineering problems are discretized, frequently using finite elements or other modern techniques. These methods are specifically designed to make effective use of massively parallel, high-performance computing systems. The book presents both theoretical and computational advances in this domain, reflecting the state of art in 2018.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods - Algorithms and Theory by : Andrea Toselli
Download or read book Domain Decomposition Methods - Algorithms and Theory written by Andrea Toselli and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2006-06-20 with total page 454 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This book offers a comprehensive presentation of some of the most successful and popular domain decomposition preconditioners for finite and spectral element approximations of partial differential equations. It places strong emphasis on both algorithmic and mathematical aspects. It covers in detail important methods such as FETI and balancing Neumann-Neumann methods and algorithms for spectral element methods.
Book Synopsis Recent Developments in Domain Decomposition Methods by : Luca F. Pavarino
Download or read book Recent Developments in Domain Decomposition Methods written by Luca F. Pavarino and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2012-12-06 with total page 255 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The main goal of this book is to provide an overview of some of the most recent developments in the field of Domain Decomposition Methods. Domain decomposition relates to the construction of preconditioners for the large algebraic systems of equations which often arise in applications, by solving smaller instances of the same problem. It also relates to the construction of approximation methods built from different discretizations in different subdomains. The resulting methods are among the most successful parallel solvers for many large scale problems in computational science and engineering. The papers in this collection reflect some of the most active research areas in domain decomposition such as novel FETI, Neumann-Neumann, overlapping Schwarz and Mortar methods.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XVI by : Olof B. Widlund
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XVI written by Olof B. Widlund and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2007-01-19 with total page 783 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Domain decomposition is an active research area concerned with the development, analysis, and implementation of coupling and decoupling strategies in mathematical and computational models of natural and engineered systems. The present volume sets forth new contributions in areas of numerical analysis, computer science, scientific and industrial applications, and software development.
Book Synopsis Méthode de décomposition de Domaine pour les équations de Laplace et de Helmholtz by : Gihane Mansour
Download or read book Méthode de décomposition de Domaine pour les équations de Laplace et de Helmholtz written by Gihane Mansour and published by . This book was released on 2009 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'objectif de ce travail est double : D'une part, la résolution à l'aide de la méthode de décomposition de domaine, de l'équation de Poisson et de l'équation de Helmholtz, avec donnée de Dirichlet homogène au bord. D'autre part, l'étude de l'équation de Laplace, avec donnée non linéaire g au bord en se basant sur la méthode du Min-Max. Dans la première partie, nous introduisons les outils indispensables sur lesquels nous nous sommes appuyés pour aborder les équations à résoudre et nous présentons deux méthodes indirectes de résolution de l'équation de Poisson: l'algorithme de Dirichlet-Neumann pénalisé barycentriquement et l'algorithme de Dirichlet-Neumann symétrisé, donné par le problème couplé. Le premier schéma a été proposé et démontré convergent par A. Quarteroni et A. Valli. Nous élaborons dans ce mémoire une nouvelle démonstration de convergence de l'algorithme. Le second schéma est nouveau : la condition de Dirichlet-Neumann est symétrisé. Nous montrons la convergence de cet algorithme vers le problème global. Les études théoriques ont montré que les deux méthodes discrétisées convergent et des estimations d'erreur portant sur l'ordre de la convergence ont été établies. Les résultats déjà trouvés ont été validés par les essais numériques, en utilisant le logiciel Comsol pour le maillage, avec le solveur de Matlab. Notons que l'algorithme symétrisé converge plus rapidement que celui pénalisé. Nous étudions ensuite le problème de Helmholtz avec données mixtes sur le bord actif, qui fournit le cadre du travail nécessaire pour examiner l'algorithme introduit par M.Balabane. Nous analysons les résultats théoriques obtenus et nous testons l'algorithme numériquement. Les essais décèlent une saturation de cette méthode pour le maillage considéré. De plus, cette méthode converge très lentement dans un voisinage de la fréquence résonnante. Une dégradation de la convergence est relevée quand la géométrie du domaine est complexe. Dans la deuxième partie, nous exposons une généralisation de l'étude faite par K. Medville et A. Vogelius, pour la résolution de l'équation de Laplace avec donnée non linéaire au bord. Dans le cas où la fonction est sous-linéaire, nous montrons que le problème admet au moins une solution. L'unicité est obtenue en imposant une condition de monotonie sur la fonction sous-linéaire. Dans le cas sur-linéaire, le nombre de solutions du problème dépend du signe du coefficient multipliant la fonction.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXI by : Jocelyne Erhel
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXI written by Jocelyne Erhel and published by Springer. This book was released on 2014-10-10 with total page 931 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This volume contains a selection of papers presented at the 21st international conference on domain decomposition methods in science and engineering held in Rennes, France, June 25-29, 2012. Domain decomposition is an active and interdisciplinary research discipline, focusing on the development, analysis and implementation of numerical methods for massively parallel computers. Domain decomposition methods are among the most efficient solvers for large scale applications in science and engineering. They are based on a solid theoretical foundation and shown to be scalable for many important applications. Domain decomposition techniques can also naturally take into account multiscale phenomena. This book contains the most recent results in this important field of research, both mathematically and algorithmically and allows the reader to get an overview of this exciting branch of numerical analysis and scientific computing.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXVII by : Zdeněk Dostál
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXVII written by Zdeněk Dostál and published by Springer. This book was released on 2024-01-23 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: These are the proceedings of the 27th International Conference on Domain Decomposition Methods in Science and Engineering, which was held in Prague, Czech Republic, in July 2022. Domain decomposition methods are iterative methods for solving the often very large systems of equations that arise when engineering problems are discretized, frequently using finite elements or other modern techniques. These methods are specifically designed to make effective use of massively parallel, high-performance computing systems. The book presents both theoretical and computational advances in this domain, reflecting the state of art in 2022.
Book Synopsis An Introduction to Domain Decomposition Methods by : Victorita Dolean
Download or read book An Introduction to Domain Decomposition Methods written by Victorita Dolean and published by SIAM. This book was released on 2015-12-08 with total page 242 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: The purpose of this book is to offer an overview of the most popular domain decomposition methods for partial differential equations (PDEs). These methods are widely used for numerical simulations in solid mechanics, electromagnetism, flow in porous media, etc., on parallel machines from tens to hundreds of thousands of cores. The appealing feature of domain decomposition methods is that, contrary to direct methods, they are naturally parallel. The authors focus on parallel linear solvers. The authors present all popular algorithms, both at the PDE level and at the discrete level in terms of matrices, along with systematic scripts for sequential implementation in a free open-source finite element package as well as some parallel scripts. Also included is a new coarse space construction (two-level method) that adapts to highly heterogeneous problems.?
Book Synopsis Méthodes de décomposition de domaine pour la résolution de problème d'élasticité non linéaire avec maillages incompatibles by : Taoufik Sassi
Download or read book Méthodes de décomposition de domaine pour la résolution de problème d'élasticité non linéaire avec maillages incompatibles written by Taoufik Sassi and published by . This book was released on 1993 with total page 130 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse est composée de deux parties qui traitent de différentes méthodes de décomposition de domaines. Il s'agit ici des méthodes sans recouvrement, parallelisables, applicables à la résolution des problèmes d'élasticité non linéaires. De manière générale, une fois le domaine divise en régions, nous utilisons sur chaque sous-domaine une discrétisation en éléments finis avec maillages incompatibles à l'interface. L’analyse de la convergence de la solution approchée est basée sur la méthode d'élément avec joint « mortar-element ». Une erreur de discrétisation optimale est obtenue mais cette méthode est non conforme et reste toujours globale. De plus, le problème algébrique associe a une structure matricielle particulière. Ceci nous conduit a développer de nouveaux algorithmes pour le résoudre. Deux algorithmes d'approximation et de calcul par sous-domaines, généralisant ou bien la méthode de complément de Schur ou bien la méthode de Schwartz avec recouvrement fictif sont développés et analyses. Ces algorithmes ont été testes sur un problème d'élasticité linéaire tridimensionnel dans le cas de maillages compatibles et incompatibles
Book Synopsis Stability Estimates for Hybrid Coupled Domain Decomposition Methods by : Olaf Steinbach
Download or read book Stability Estimates for Hybrid Coupled Domain Decomposition Methods written by Olaf Steinbach and published by Springer Science & Business Media. This book was released on 2003-03-10 with total page 132 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Domain decomposition methods are a well established tool for an efficient numerical solution of partial differential equations, in particular for the coupling of different model equations and of different discretization methods. Based on the approximate solution of local boundary value problems either by finite or boundary element methods, the global problem is reduced to an operator equation on the skeleton of the domain decomposition. Different variational formulations then lead to hybrid domain decomposition methods.
Book Synopsis Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXII by : Thomas Dickopf
Download or read book Domain Decomposition Methods in Science and Engineering XXII written by Thomas Dickopf and published by Springer. This book was released on 2016-03-11 with total page 638 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: These are the proceedings of the 22nd International Conference on Domain Decomposition Methods, which was held in Lugano, Switzerland. With 172 participants from over 24 countries, this conference continued a long-standing tradition of internationally oriented meetings on Domain Decomposition Methods. The book features a well-balanced mix of established and new topics, such as the manifold theory of Schwarz Methods, Isogeometric Analysis, Discontinuous Galerkin Methods, exploitation of modern HPC architectures and industrial applications. As the conference program reflects, the growing capabilities in terms of theory and available hardware allow increasingly complex non-linear and multi-physics simulations, confirming the tremendous potential and flexibility of the domain decomposition concept.
Book Synopsis Nouveaux Algorithmes de Décomposition de Domaine Espace-temps Combinés Avec L'algorithme Pararéel by : Duc Quang Bui
Download or read book Nouveaux Algorithmes de Décomposition de Domaine Espace-temps Combinés Avec L'algorithme Pararéel written by Duc Quang Bui and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: We study in this thesis space-time domain decomposition methods, in particular, the Parareal method, the Optimized Schwarz Waveform Relaxation (OSWR) method and their coupling, applied to the numerical simulation of parabolic equations and of the Stokes equations. We first propose and analyze a coupling of the Parareal method with the OSWR method. The obtained coupled Parareal-OSWR method is a parallel method, both in the time and space directions, with only few OSWR iterations in the fine propagator in order to reduce computational costs and with a simple coarse propagator deduced from the Backward Euler method. The analysis of this coupled method is presented for a one-dimensional advection-reaction-diffusion equation. For the coupling of Parareal with non-overlapping OSWR, we prove a general convergence result via energy estimates. Numerical results for two-dimensional advection-diffusion problems and for a diffusion equation with strong heterogeneities are presented, to illustrate the performance of the coupled Parareal-OSWR algorithm. We then present also an algorithm that couples Parareal with overlapping OSWR, and we analyze its convergence factor by using the linear convergence of overlapping OSWR that we obtain through a Fourier analysis.For the Stokes equations, we present a well-posed OSWR algorithm and an energy estimate for the convergence of the velocities. Then we show that, in general, the pressure does not converge and we propose a correction against this. A similar strategy based on Fourier transform is performed to get the formulation of the convergence factor. Numerical tests follow to illustrate the performance of the OSWR method with correction. In addition, these results are also extended to get similar ones on the Oseen equation. Finally, we propose the Parareal algorithm and a Parareal-OSWR coupling for the Stokes equations, and prove some of their basic properties.
