The aim of this course is to present the mathematical theory of finite element methods and
their applications in solving linear elliptic equations. This covers: approximation theory for
mappings preserving polynomials , application to the Lagrange and Hermite interpolation of
functions in multidimensional space , description of the most frequently used finite elements, the error analysis,
numerical integration in FEM.
Last update: doc. RNDr. Václav Kučera, Ph.D. (19.12.2018)
Budou předneseny základy matematické teorie metody konečných prvků (MKP) a jejího použití k aproximaci a numerickému řešení lineárních rovnic eliptického typu. Přednáška obsahuje: obecnou teorii aproximací funkcí v Sobolevových prostorech, aplikaci těchto výsledků k Lagrangeově a Hermiteově aproximaci funkcí, popis nejčastěji používaných konečných prvků Lagrangeova a Hermiteova typu, odvození řádu konvergence přibližných řešení k přesnému řešení lineárního eliptického problému a problematiku numerické integrace v MKP.
Predmět je povinný pro obor Numerická a výpočtová matematika.
Literature
Last update: doc. Mgr. Petr Knobloch, Dr., DSc. (11.10.2017)
J. Haslinger: Metoda konečných prvků pro řešení variačních rovnic a nerovnic eliptického typu, skripta, Praha 1980
P.G. Ciarlet: The Finite Element Method for Elliptic Problems, Studies in Mathematics and its Applications 4, North Holland Publishing Company, Amsterdam, 1978
S.C. Brenner, L.R.Scott: The Mathematical Theory of Finite Element Methods, Text in Applied Mathematics 15, Springer-Verlag, 1994
Syllabus -
Last update: doc. Mgr. Petr Knobloch, Dr., DSc. (11.10.2017)
Abstract linear elliptic equations, Lax-Milgram theorem;
Ritz-Galerkin approximation, Cea's lemma;
Lagrange and Hermite finite elements,examples, concept of affine equaivalence;
Construction of finite element spaces, satisfaction of stable boundary conditions;
Approximation theory in Sobolev spaces, application to Lagrange and Hermite interpolation of functions;
Error estimates for Ritz-Galerkin approximations in the energy and L2- norm.
Numerical integration in FEM, errors of quadrature formulas, error of full finite element approximation in the presence of numerical integration
Special topics: mixed finite element approximations, Babuska-Brezzi condition, applications in flow problems
Last update: doc. Mgr. Petr Knobloch, Dr., DSc. (11.10.2017)