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A mixed virtual element method for a pseudostress-based formulation of linear elasticity
Indexado
WoS WOS:000448230200026
Scopus SCOPUS_ID:85053931322
DOI 10.1016/J.APNUM.2018.09.003
Año 2019
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



In this paper we introduce and analyze a mixed virtual element method (mixed-VEM) for a pseudostress-displacement formulation of the linear elasticity problem with non-homogeneous Dirichlet boundary conditions. We follow a previous work by some of the authors, and employ a mixed formulation that does not require symmetric tensor spaces in the finite element discretization. More precisely, the main unknowns here are given by the pseudostress and the displacement, whereas other physical quantities such as the stress, the strain tensor of small deformations, and the rotation, are computed through simple postprocessing formulae in terms of the pseudostress variable. We first recall the corresponding variational formulation, and then summarize the main mixed-VEM ingredients that are required for our discrete analysis. In particular, we utilize a well-known local projector onto a suitable polynomial subspace to define a calculable version of our discrete bilinear form, whose continuous version requires information of the variables on the interior of each element. Next, we show that the global discrete bilinear form satisfies the hypotheses required by the Babugca-Brezzi theory. In this way, we conclude the well-posedness of our mixed-VEM scheme and derive the associated a priori error estimates for the virtual solutions as well as for the fully computable projections of them. Furthermore, we also introduce a second element-by-element postprocessing formula for the pseudostress, which yields an optimally convergent approximation of this unknown with respect to the broken H(div)-norm. In addition, this postprocessing formula can also be applied to the postprocessed stress tensor. Finally, several numerical results illustrating the good performance of the method and confirming the theoretical rates of convergence are presented. (C) 2018 IMACS. Published by Elsevier B.V. All rights reserved.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Mathematics, Applied
Scopus
Applied Mathematics
Computational Mathematics
Numerical Analysis
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 Caceres, Ernesto Hombre Universidad de Concepción - Chile
Brown Univ - Estados Unidos
Brown University - Estados Unidos
2 GATICA-PEREZ, GABRIEL NIBALDO Hombre Universidad de Concepción - Chile
3 SEQUEIRA-CHAVARRIA, FILANDER A. - UNIV NACL - Costa Rica
Universidad Nacional de Costa Rica - Costa Rica
Universidad Nacional - Costa Rica

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Financiamiento



Fuente
Universidad de Concepción
CONICYT-Chile
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
ANANUM
Universidad Nacional
Consejo Nacional de Innovacion, Ciencia y Tecnologia
Centro de Investigación en Ingeniería Matemática
CI 2 MA
Concurso Apoyo a Centros Científicos y Tecnológicos de Excelencia con Financiamiento Basal
Universidad Nacional (Costa Rica)
Centro de Investigacion en Ingenieria Maternatica (CI2MA), Universidad de Concepcion

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This research was partially supported by CONICYT-Chile through [he project AFB170001 of the PIA Program: Concurso Apoyo a Centros Cientificos y Tecnologicos de Excelencia con Financiamiento Basal, project Anillo ACT1118 (ANANUM), and the Becas-CONICYT Programme for foreign students; by Centro de Investigacion en Ingenieria Maternatica (CI<SUP>2</SUP>MA), Universidad de Concepcion; and by Universidad Nacional (Costa Rica), through the project 0106-16.
This research 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, project Anillo ACT1118 (ANANUM), and the Becas-CONICYT Programme for foreign students; by Centro de Investigación en Ingeniería Matemática (CI 2 MA), Universidad de Concepción ; and by Universidad Nacional (Costa Rica), through the project 0106-16 .

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