Numerical reconstruction based on Carleman estimates of a source term in a reaction-diffusion equation

Autor: Erica L. Schwindt, Maya de Buhan, Muriel Boulakia
Přispěvatelé: Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), COmputational Mathematics for bio-MEDIcal Applications (COMMEDIA), Inria de Paris, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Jacques-Louis Lions (LJLL (UMR_7598)), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Mathématiques Appliquées Paris 5 (MAP5 - UMR 8145), Institut National des Sciences Mathématiques et de leurs Interactions (INSMI)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Laboratoire Lorrain de Recherche en Informatique et ses Applications (LORIA), Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), This work was partially funded by the DGA 2014-91-00-79 project. Maya de Buhan was partially supported by the Project 'Analysis and simulation of optimal shapes - application to life sciences' of the Paris City Hall., Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris Descartes - Paris 5 (UPD5)-Institut National des Sciences Mathématiques et de leurs Interactions (INSMI)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)-Sorbonne Université (SU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National des Sciences Mathématiques et de leurs Interactions (INSMI)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Géometrie et Lumière (ALICE-POST), Inria Nancy - Grand Est, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Université Paris-Saclay, This work was partially funded by the DGA 2014-91-00-79 project. The second author was partially supported by the Project 'Analysis and simulation of optimal shapes - application to life sciences' of the Paris City Hall.
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations
ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations, EDP Sciences, In press, ⟨10.1051/cocv/2020086⟩
ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations, 2021, 27, pp.34. ⟨10.1051/cocv/2020086⟩
ESAIM: Control, Optimisation and Calculus of Variations, EDP Sciences, 2021, 27 (S27), pp.34. ⟨10.1051/cocv/2020086⟩
ISSN: 1292-8119
1262-3377
DOI: 10.1051/cocv/2020086⟩
Popis: International audience; In this article, we consider a reaction–diffusion equation where the reaction term is given by a cubic function and we are interested in the numerical reconstruction of the time-independent part of the source term from measurements of the solution. For this identification problem, we present an iterative algorithm based on Carleman estimates which consists of minimizing at each iteration cost functionals which are strongly convex on bounded sets. Despite the nonlinear nature of the problem, we prove that our method globally converges and the convergence speed evaluated in weighted norm is linear. In the last part of the paper, we illustrate the effectiveness of our method with several numerical reconstructions in dimension one or two.
Databáze: OpenAIRE