The effect of numerical integration in the finite element method for nonmonotone nonlinear elliptic problems with application to numerical homogenization methods
A. Abdulle and G. Vilmart
Abstract. A finite element method with numerical quadrature is considered for the solution of a class of second-order quasilinear elliptic problems of nonmonotone type. Optimal a-priori error estimates for the $H^1$ and the $L^2$ norms are derived. The uniqueness of the finite element solution is established for a sufficiently fine mesh. Our results permit the analysis of numerical homogenization methods.
Résumé en français. L'effet de l'intégration numérique sur la méthode des éléments finis pour des problèmes non-monotones elliptiques, avec application aux méthodes numériques d'homogénéisation. On considère des méthodes d'éléments finis avec intégration numérique par quadrature pour des problèmes elliptiques quasi-linéaires de type non-monotone. Les vitesses de convergence optimales pour les normes $H^1$ et $L^2$ sont démontrées ainsi que l'unicité de la solution numérique pour un maillage suffisamment fin. Ces résultats permettent l'analyse multi-échelles de méthodes d'homogénéisation numérique.
Key Words. nonmonotone quasilinear elliptic problem, a priori error estimates, numerical quadrature, variational crime, finite elements