Funktionaaliset a posteriori virhe-estimaatit Maxwellin yhtälöille

Abstract

Funktionaaliset a posteriori virhe-estimaatit ovat osoittautuneet luotettavaksi tavaksi arvioida osittaisdifferentiaaliyhtälöiden numeeristen ratkaisujen virhettä. Tässä tutkielmassa malliongelma on Maxwellin yhtälöistä johdettu toisen kertaluvun reuna-arvotehtävä. Tälle yhtälölle on johdettu jo aikaisemmin funktionaaliset a posteriori virhe-estimaatit, mutta niiden suorituskykyä ei ole vielä tutkittu kattavasti. Tutkielman alkuosa keskittyy malliongelman numeeriseen ratkaisemiseen: elementtimenetelmään, jossa käytetään Nédélecin elementtiä. Tutkielman jälkimmäisessä osassa johdetaan funktionaalinen ala- ja yläraja. Näiden estimaattien todetaan analyyttisesti olevan tarkkoja. Tämä ominaisuus vahvistetaan myös numeerisilla testeillä. Numeeriset testit osoittavat myös, että yläraja on herkkä malliongelman funktion k suhteen. Ylärajasta johdetaan myös kaksi uutta virheindikaattoria, joiden todetaan toimivan hyvin adaptiivisessa kontekstissa.