Équations aux dérivées partielles/Problèmes mathématiques de la mécanique
Approximation locale précisée dans des problèmes multi-échelles avec défauts localisés
Comptes Rendus. Mathématique, Tome 357 (2019) no. 2, pp. 167-174.

Nous poursuivons l'étude initiée dans [3] de problèmes multi-échelles avec défauts, dans le cadre de la théorie de l'homogénéisation, spécifiquement ici pour une équation de diffusion avec un coefficient de la forme fonction périodique perturbée par une fonction Lr(Rd), 1<r<+, modélisant un défaut local. Nous esquissons la démonstration du fait que le correcteur, dont l'existence a été prouvée dans [3,4], permet d'approcher la fonction solution de l'équation originale avec la même précision, essentiellement, que dans le cas purement périodique. Les taux de convergence varient, et sont précisés, en fonction de l'intégrabilité Lr du défaut. Une extension à un cas abstrait « général » est mentionnée. Les résultats annoncés dans cette Note seront précisés dans les documents [2,11].

We proceed here with our systematic study, initiated in [3], of multiscale problems with defects, within the context of homogenization theory. The case under consideration here is that of a diffusion equation with a diffusion coefficient of the form of a periodic function perturbed by an Lr(Rd), 1<r<+, function modelling a localized defect. We outline the proof of the following approximation result: the corrector function, the existence of which has been established in [3,4], allows us to approximate the solution to the original multiscale equation with essentially the same accuracy as in the purely periodic case. The rates of convergence may however vary, and are made precise, depending upon the Lr integrability of the defect. The generalization to an abstract setting is mentioned. Our proof exactly follows, step by step, the pattern of the original proof of Avellaneda and Lin in [1] in the periodic case, extended in the works of Kenig and collaborators [12], and borrows a lot from it. The details of the results announced in this Note are given in our publications [2,11].

Reçu le :
Accepté le :
Publié le :
DOI : 10.1016/j.crma.2018.12.005
Blanc, Xavier 1 ; Josien, Marc 2 ; Le Bris, Claude 2

1 Université Paris-Diderot, Sorbonne Paris Cité, Laboratoire Jacques-Louis-Lions, UMR 7598, UPMC, CNRS, 75205 Paris, France
2 École des ponts and INRIA, 6 & 8, avenue Blaise-Pascal, 77455 Marne-la-Vallée cedex 2, France
@article{CRMATH_2019__357_2_167_0,
     author = {Blanc, Xavier and Josien, Marc and Le Bris, Claude},
     title = {Approximation locale pr\'ecis\'ee dans des probl\`emes multi-\'echelles avec d\'efauts localis\'es},
     journal = {Comptes Rendus. Math\'ematique},
     pages = {167--174},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {357},
     number = {2},
     year = {2019},
     doi = {10.1016/j.crma.2018.12.005},
     language = {fr},
     url = {http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2018.12.005/}
}
TY  - JOUR
AU  - Blanc, Xavier
AU  - Josien, Marc
AU  - Le Bris, Claude
TI  - Approximation locale précisée dans des problèmes multi-échelles avec défauts localisés
JO  - Comptes Rendus. Mathématique
PY  - 2019
SP  - 167
EP  - 174
VL  - 357
IS  - 2
PB  - Elsevier
UR  - http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2018.12.005/
DO  - 10.1016/j.crma.2018.12.005
LA  - fr
ID  - CRMATH_2019__357_2_167_0
ER  - 
%0 Journal Article
%A Blanc, Xavier
%A Josien, Marc
%A Le Bris, Claude
%T Approximation locale précisée dans des problèmes multi-échelles avec défauts localisés
%J Comptes Rendus. Mathématique
%D 2019
%P 167-174
%V 357
%N 2
%I Elsevier
%U http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2018.12.005/
%R 10.1016/j.crma.2018.12.005
%G fr
%F CRMATH_2019__357_2_167_0
Blanc, Xavier; Josien, Marc; Le Bris, Claude. Approximation locale précisée dans des problèmes multi-échelles avec défauts localisés. Comptes Rendus. Mathématique, Tome 357 (2019) no. 2, pp. 167-174. doi : 10.1016/j.crma.2018.12.005. http://www.numdam.org/articles/10.1016/j.crma.2018.12.005/

[1] Avellaneda, M.; Lin, F.-H. Compactness methods in the theory of homogenization, Commun. Pure Appl. Math., Volume 40 (1987) no. 6, pp. 803-847

[2] Blanc, X.; Josien, M.; Le Bris, C. Precised approximations in elliptic homogenization problems beyond the periodic setting, 2018 | arXiv

[3] Blanc, X.; Le Bris, C.; Lions, P.-L. A possible homogenization approach for the numerical simulation of periodic microstructures with defects, Milan J. Math., Volume 80 (2012) no. 2, pp. 351-367

[4] Blanc, X.; Le Bris, C.; Lions, P.-L. Local profiles for elliptic problems at different scales : defects in, and interfaces between periodic structures, Commun. Partial Differ. Equ., Volume 40 (2015) no. 12, pp. 2173-2236

[5] Blanc, X.; Le Bris, C.; Lions, P.-L. On correctors for linear elliptic homogenization in the presence of local defects, Commun. Partial Differ. Equ. (2018) (à paraître)

[6] Dolzmann, G.; Müller, S. Estimates for Green's matrices of elliptic systems by Lp theory, Manuscr. Math., Volume 88 (1995) no. 2, pp. 261-273

[7] Gilbarg, D.; Trudinger, N. Elliptic Partial Differential Equations of Second Order, Classics in Mathematics, Springer-Verlag, Berlin, 2001 (Reprint of the 1998 edition)

[8] Gloria, A.; Neukamm, S.; Otto, F. A regularity theory for random elliptic operators, 2014 | arXiv

[9] Grüter, M.; Widman, K.-O. The Green function for uniformly elliptic equations, Manuscr. Math., Volume 37 (1982) no. 3, pp. 303-342

[10] Jikov, V.V.; Kozlov, S.M.; Oleĭnik, O.A. Homogenization of Differential Operators and Integral Functionals, Springer-Verlag, Berlin, 1994

[11] Josien, M. Etude mathématique et numérique de quelques modèles multi-échelles issus de la mécanique des matériaux, Université Paris Est, 2018 (thèse)

[12] Kenig, C.E.; Lin, F.; Shen, Z. Periodic homogenization of Green and Neumann functions, Commun. Pure Appl. Math., Volume 67 (2014) no. 8, pp. 1219-1262

[13] Meyer, Y. Ondelettes et opérateurs. II. Actualités mathématiques, Hermann, Paris, 1990

[14] Shen, Z. The Calderón–Zygmund lemma revisited, Lectures on the Analysis of Nonlinear Partial Differential Equations. Part 2, Morningside Lect. Math., vol. 2, Int. Press, Somerville, MA, USA, 2012, pp. 203-224

[15] Tartar, L. The General Theory of Homogenization – A Personalized Introduction, Lecture Notes of the Unione Matematica Italiana, vol. 7, Springer-Verlag, Berlin, UMI, Bologna, Italy, 2009

Cité par Sources :