MC-A06
Método MHM: Teoria e Prática

Professor: Antonio Tadeu Gomes (LNCC), Frederic Valentin (LNCC) e Weslley Pereira

Horarios: De Segunda (07/02) a Sexta (11/02) de 11:30h às 13:00h

Objetivo: As novas gerações de computadores massivamente paralelos possibilitam a simulação computacional de fenômenos cada vez mais complexos e realistas. Entretanto, os métodos numéricos que compõem os simuladores atuais precisam ser profundamente revisitados do ponto de vista prático e teórico de forma que obtenham o máximo proveito das novas arquiteturas computacionais. Neste contexto, esse curso apresenta o método de elementos finitos multi-escalas MHM (Multiscale Hybrid-Mixed). O modelo de Darcy (escoamento em meio poroso) é utilizado como modelo físico de interesse para o desenvolvimento da teoria básica do MHM, implementação e validação computacional, e introdução de estratégias alternativas baseadas em aprendizado de máquina.

Ementa:
  1. Teoria do MHM (2 aulas)
    • Motivação e modelo físico
    • Derivação do método MHM
    • Propriedades matemáticas do MHM
      • Erro a priori
      • Erro a posteriori
    • Formulação matricial do MHM e algoritmo
  2. Prática do MHM (2 aulas)
    • Software MSL
    • Validação: solução analítica
      • Convergência de malha
      • Convergência de espaço
    • Adaptatividade
  3. Tópicos avançados (1 aula)
    • Formulações alternativas
    • Interação com aprendizado de máquina
    • Problemas em aberto

Bibliografia:
  1. R. Araya, C. Harder, D. Paredes, and F. Valentin. Multiscale Hybrid-Mixed Method. SIAM Journal on Numerical Analysis, 51(6):3505–3531, 2013.
  2. G. R. Barrenechea, F. Jaillet, D. Paredes, and F. Valentin. The multiscale hybrid mixed method in general polygonal meshes. Numerische Mathematik, 145(1):197–237, 2020.
  3. W. Pereira. Multiscale Hybrid-Mixed Methods for Heterogeneous Elastic Models. PhD thesis, Laboratório Nacional de Computação Científica, 2019.