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A Posteriori Error Analysis of a Mixed-Primal Finite Element Method for the Boussinesq Problem with Temperature-Dependent Viscosity
Indexado
WoS WOS:000460360600009
Scopus SCOPUS_ID:85052558115
DOI 10.1007/S10915-018-0810-Y
Año 2019
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We have recently proposed a new finite element method for a more general Boussinesq model in 2D given by the case in which the viscosity of the fluid depends on its temperature. Our approach is based on a pseudostress-velocity-vorticity mixed formulation for the momentum equations, which is suitably augmented with Galerkin-type terms, coupled with the usual primal formulation for the energy equation, along with the introduction of the normal heat flux on the boundary as a Lagrange multiplier taking care of the fact that the prescribed temperature there becomes an essential condition. Then, fixed-point arguments using Banach and Brouwer theorems, in addition to other classical tools from functional and numerical analysis, provide sufficient conditions ensuring well-posedness of the resulting continuous and discrete sytems, together with the corresponding error estimates and associated rates of convergence. In the present work we complement these results with the derivation of a reliable and efficient residual-based a posteriori error estimator for the aforementioned augmented mixed-primal finite element method. Duality techniques, Helmholtz decompositions, and the approximation properties of the Raviart-Thomas and Clement interpolants are applied to obtain a reliable global error indicator. In turn, standard tools including the usual localization technique of bubble functions and inverse inequalities, and a regularity assumption originally utilized in the previous well-posedness and a priori error analyses, are employed to prove its efficiency. In both cases, reliability and efficiency, the estimates are shown at global level. Finally, a reliable fully local and computable a posteriori error estimator induced by the aforementioned one is deduced, and several numerical results illustrating its performance and validating the expected behaviour of the associated adaptive algorithm are reported.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Mathematics, Applied
Scopus
Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Almonacid, Javier A. Hombre Universidad de Concepción - Chile
2 GATICA-PEREZ, GABRIEL NIBALDO Hombre Universidad de Concepción - Chile
3 OYARZUA-VARGAS, RICARDO Hombre Universidad de Concepción - Chile
Universidad del Bío Bío - Chile

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Origen de Citas Identificadas



Muestra la distribución de países cuyos autores citan a la publicación consultada.

Citas identificadas: Las citas provienen de documentos incluidos en la base de datos de DATACIENCIA

Citas Identificadas: 8.33 %
Citas No-identificadas: 91.67 %

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Citas identificadas: Las citas provienen de documentos incluidos en la base de datos de DATACIENCIA

Citas Identificadas: 8.33 %
Citas No-identificadas: 91.67 %

Financiamiento



Fuente
Universidad de Concepción
CONICYT-Chile
Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica
Fondecyt Project
Fondo Nacional de Desarrollo Científico, Tecnológico y de Innovación Tecnológica
Universidad de Concepción
CONICYT-Chile through the PIA Program: Concurso Apoyo a Centros Cientificos y Tecnologicos de Excelencia con Financiamiento Basal
Centro de Investigacion en Ingenieria Matematica (CI2MA), Universidad de Concepcion
Centro de Investigación en Ingeniería Matemática
Centro de Investigación en Computación

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Agradecimientos



Agradecimiento
This work was partially supported by CONICYT-Chile through the project AFB170001 of the PIA Program: Concurso Apoyo a Centros Cientificos y Tecnologicos de Excelencia con Financiamiento Basal, and Fondecyt Project 1161325; and Centro de Investigacion en Ingenieria Matematica (CI2MA), Universidad de Concepcion.
This work was partially supported by CONICYT-Chile through the project AFB170001 of the PIA Program: Concurso Apoyo a Centros Científicos y Tecnológicos de Excelencia con Financiamiento Basal, and Fondecyt Project 1161325; and Centro de Investigación en Ingeniería Matemática (CI2MA), Universidad de Concepción.

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