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A forward-backward probabilistic algorithm for the incompressible Navier-Stokes equations
Indexado
WoS WOS:000606761200006
Scopus SCOPUS_ID:85087805783
DOI 10.1016/J.JCP.2020.109689
Año 2020
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



A novel probabilistic scheme for solving the incompressible Navier-Stokes equations is studied, in which we approximate a generalized nonlinear Feyman-Kac formula. The velocity field is interpreted as the mean value of a stochastic process ruled by Forward-Backward Stochastic Differential Equations (FBSDEs) driven by Brownian motion. Following an approach by Delbaen, Qiu and Tang introduced in 2015, the pressure term is obtained from the velocity by solving a Poisson problem as computing the expectation of an integral functional associated to an extra BSDE. The FBSDEs components are numerically solved by using a forward-backward algorithm based on Euler type schemes for the local time integration and the quantization of the increments of Brownian motion following the algorithm proposed by Delarue and Menozzi in 2006. Numerical results are reported on spatially periodic analytic solutions of the Navier-Stokes equations for incompressible fluids. We illustrate the proposed algorithm on a two dimensional Taylor-Green vortex and three dimensional Beltrami flows.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Computer Science, Interdisciplinary Applications
Physics, Mathematical
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 Lejay, Antoine Hombre Université de Lorraine - Francia
Univ Lorraine - Francia
Institut Élie Cartan de Lorraine - Francia
2 Mardones González, Hernán Hombre Universidad de la Serena - Chile
2 Gonzalez, Hernan Mardones - Universidad de la Serena - Chile

Muestra la afiliación y género (detectado) para los co-autores de la publicación.

Financiamiento



Fuente
Universidad de Concepción
CONICYT, Chile
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Becas Chile
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
ANESTOC-TOSCA
TOSCA
Inria Nancy Grand Est
Cartan de Lorraine

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Agradecimientos



Agradecimiento
The authors thank editors and anonymous referees for their valuable comments and suggestions on the manuscript. H. Mardones Gonz?lez gratefully acknowledges to the Institute ?lie Cartan de Lorraine, France, for their hospitality during his research and the Departamento de Ingenier?a Matem?tica at the Universidad de Concepci?n, Chile, for software facilities. The author thanks the funding of the Becas Chile, CONICYT grant 75140048, Chile, and the partial support by research team TOSCA, Inria Nancy Grand Est, France, and associated team ANESTOC-TOSCA, Inria project, France/Chile.
H. Mardones Gonzalez gratefully acknowledges to the Institute Elie Cartan de Lorraine, France, for their hospitality during his research and the Departamento de Ingenieria Matematica at the Universidad de Concepcion, Chile, for software facilities. The author thanks the funding of the Becas Chile, CONICYT grant 75140048, Chile, and the partial support by research team TOSCA, Inria Nancy Grand Est, France, and associated team ANESTOC-TOSCA, Inria project, France/Chile.

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