Análise numérica da equação de Allen-Cahn

Carregando...
Imagem de Miniatura

Título da Revista

ISSN da Revista

Título de Volume

Editor

Universidade Federal de Minas Gerais

Descrição

Tipo

Dissertação de mestrado

Título alternativo

Numerical analysis of the Allen-Cahn equation

Primeiro orientador

Membros da banca

Jean Carlos da Silva
Luiz Gustavo Farah Dias

Resumo

Neste trabalho, iremos estudar a equação de Allen-Cahn ut = Δu − ϵ−2f(u). Começaremos analisando a boa colocação do problema de valor de fronteira induzido por esta equação, com condições de fronteira de Neumann. Também mostraremos algumas propriedades da solução, como o Princípio do Máximo. Em seguida, iremos partir para a análise numérica. Mostraremos que um esquema semi-implícito de discretização no tempo é incondicionalmente estável e apresenta um erro que cresce de forma polinomial em ϵ−1 desde que o passo de tempo satisfaça algumas hipóteses. Por fim, iremos introduzir uma discretização espacial por elementos finitos e mostrar que, com algumas adaptações nos argumentos, também é possível obter uma estimativa de erro com dependência polinomial em ϵ−1.

Abstract

In the following thesis, we will study the Allen-Cahn equation ut = Δu − ϵ−2f(u). We will begin by showing the well-posedness of the boundary value problem induced by this equation with Neumann boundary conditions. In addition, we will prove that its solution satisfies a Maximum Principle and some regularity proprieties. Next, we will move to the numerical analysis and study a semi-implicit discretization in time, showing that it is unconditionally stable and that its error grows only polinomially in ϵ−1 if the time-step satisfies some hypothesis. Finally, we will introduce a spatial discretization, using the finite element method, and show that, with certain adaptations in the arguments, it is also possible to obtain an error estimative that depends only polinomially in ϵ−1.

Assunto

Matemática – Teses, Análise Numérica – Teses, Método dos elementos finitos – Teses

Palavras-chave

Equação de Allen-Cahn, Existência e Unicidade, Análise Numérica, Método dos Elementos Finitos

Citação

Endereço externo

Avaliação

Revisão

Suplementado Por

Referenciado Por

Licença Creative Commons

Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto