Bellettini, Giovanni and Paolini, Maurizio and Verdi, Claudio:
Convex approximations of functionals with curvature (Approssimazioni convesse di funzionali con curvatura.)
Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti Lincei. Matematica e Applicazioni Serie 9 2 (1991), fasc. n.4, p. 297-306, (English)
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Si studia la minimizzazione numerica del funzionale \( \mathcal{F} (v) = \int_{\Omega} |Dv| + \int_{\partial \Omega} \mu v \, d\mathcal{H}^{n-1} - \int_{\Omega} x v \, dx \), per \( v \in BV(\Omega; \{-1,1\}) \), i cui minimi relativi sono funzioni caratteristiche di insiemi \( A \subseteq \Omega \subset \mathbb{R}^{n} \) con frontiera di curvatura media \( \kappa \) ed angolo di contatto \(\arccos (\mu) \) all'intersezione con \( \partial \Omega \). Si osserva che \( \mathcal{F} \) può essere equivalentemente minimizzato sullo spazio convesso \( BV(\Omega; \left[-1,1\right]) \), dove viene regolarizzato con una successione di funzionali regolari \( \{ \mathcal{F}_{\epsilon}(v) = \int_{\Omega} \sqrt{ \epsilon^{2} + |Dv|^{2}} + \int_{\partial \Omega} \mu v \, d\mathcal{H}^{n-1} - \int_{\Omega} xv \, dx \}_{\epsilon} \). Sia \( \mathcal{F} \) che \( \mathcal{F}_{\epsilon} \) vengono quindi discretizzati con elementi finiti continui lineari. La convessità dei funzionali in \( BV(\Omega; \left[-1,1\right]) \) gioca un ruolo importante nella minimizzazione numerica di \( \mathcal{F} \). Si dimostra la \( \Gamma \)-convergenza dei funzionali discreti a \( \mathcal{F} \) in \( L^{1}(\Omega) \) e si presentano, infine, alcuni esempi numerici.
Referenze Bibliografiche
[1]
L. AMBROSIO -
E. DE GIORGI,
Su un nuovo tipo di funzionale del calcolo delle variazioni.
Atti Acc. Lincei Rend. fis., s. 8,
82,
1988, 199-210. |
MR 1152641 |
Zbl 0715.49014[2]
G. BELLETTINI -
M. PAOLINI -
C. VERDI,
\( \Gamma \)-convergence of discrete approximations to interfaces with prescribed mean curvature.
Rend. Mat. Acc. Lincei, s. 9,
1,
1990, 317-328. |
fulltext bdim |
MR 1096825 |
Zbl 0721.49038[3]
G. BELLETTINI -
M. PAOLINI -
C. VERDI,
Numerical minimization of geometrical type problems related to calculus of variations.
Calcolo, to appear. |
fulltext (doi) |
MR 1141029 |
Zbl 0733.49039[4]
G. BELLETTINI -
M. PAOLINI -
C. VERDI,
Numerical minimization of functional with curvature by convex approximations.
Proceedings of the First European Conference on Elliptic and Parabolic Problems (Pont-à-Mousson, 1991),
1991, to appear. |
MR 1194193 |
Zbl 0790.53005[5]
G. CAGINALP,
The dynamics of a conserved phase field system: Stefan-like, Hele-Shaw, and Cahn- Hilliard models as asymptotic limits.
IMA J. Appl. Math.,
44,
1990, 77-94. |
fulltext (doi) |
MR 1044256 |
Zbl 0712.35114[6]
P. G. CIARLET,
The finite element method for elliptic problems.
North-Holland, Amsterdam
1978. |
MR 520174 |
Zbl 0511.65078[7]
E. DE GIORGI,
Free discontinuity problems in calculus of variations.
Proceedings of the Meeting in honour of J. L. Lions,
North-Holland, Amsterdam
1988, to appear. |
MR 1110593 |
Zbl 0758.49002[8]
E. DE GIORGI -
T. FRANZONI,
Su un tipo di convergenza variazionale.
Atti Acc. Lincei Rend. fis., s. 8,
58,
1975, 842-850. |
MR 448194 |
Zbl 0339.49005[11]
E. GAGLIARDO,
Caratterizzazioni delle tracce sulla frontiera relative ad alcune classi di funzioni in \( n \) variabili.
Rend. Seminario Matem. Univ. Padova,
27,
1957, 284-305. |
fulltext mini-dml |
MR 102739 |
Zbl 0087.10902[12]
E. GIUSTI,
Minimal surface and functions of bounded variation.
Birkhäuser, Boston
1984. |
MR 775682 |
Zbl 0545.49018[13]
U. MASSARI -
M. MIRANDA,
Minimal surfaces of codimension one.
North-Holland, Amsterdam
1984. |
MR 795963 |
Zbl 0565.49030[15]
L. MODICA -
S. MORTOLA,
Un esempio di \( \Gamma \)-convergenza.
Boll. Un. Mat. Ital., B (5),
14,
1977, 285-299. |
MR 445362 |
Zbl 0356.49008[16]
D. MUMFORD -
J. SHAH,
Optimal approximations by piecewise smooth functions and associated variational problems.
Comm. Pure Applied Math.,
42,
1989, 577-685. |
fulltext (doi) |
MR 997568 |
Zbl 0691.49036