Optimization and Control for Partial Differential Equations: Uncertainty quantification, open and closed-loop control, and shape optimization

Buch

Optimization and Control for Partial Differential Equations

Uncertainty quantification, open and closed-loop control, and shape optimization

Herausgegeben von: Roland Herzog , Matthias Heinkenschloss , Dante Kalise , Georg Stadler und Emmanuel Trélat

Sprache: Englisch

Veröffentlicht/Copyright: 2022

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Dieses Buch ist Teil der Reihe

Band 29 | Radon Series on Computational and Applied Mathematics

Über dieses Buch

This book highlights new developments in the wide and growing field of partial differential equations (PDE)-constrained optimization. Optimization problems where the dynamics evolve according to a system of PDEs arise in science, engineering, and economic applications and they can take the form of inverse problems, optimal control problems or optimal design problems. This book covers new theoretical, computational as well as implementation aspects for PDE-constrained optimization problems under uncertainty, in shape optimization, and in feedback control, and it illustrates the new developments on representative problems from a variety of applications.

Information zu Autoren / Herausgebern

R. Herzog, Heidelberg U, GE.; M. Heinkenschloss, Rice U, USA; D. Kalise, ICL, UK; G. Stadler, NYU, USA; E. Trélat, Sorb.-U, FR.

Fachgebiete

Mathematik Angewandte Mathematik

Öffentlich zugänglich

Frontmatter
I

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Preface
V

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Contents
VII

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1 Reduced basis model order reduction in optimal control of a nonsmooth semilinear elliptic PDE
1
Marco Bernreuther, Georg Müller und Stefan Volkwein
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2 Pointwise moving control for the 1-D wave equation
33
Arthur Bottois
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Lizenziert

3 Limits of stabilizability for a semilinear model for gas pipeline flow
59
Martin Gugat und Michael Herty
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4 Minimal cost-time strategies for mosquito population replacement
73
Luis Almeida, Jesús Bellver Arnau, Michel Duprez und Yannick Privat
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5 The sterile insect technique used as a barrier control against reinfestation
91
Luis Almeida, Jorge Estrada und Nicolas Vauchelet
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6 Variational discretization approach applied to an optimal control problem with bounded measure controls
113
Evelyn Herberg und Michael Hinze
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7 An optimal control problem for equations with p-structure and its finite element discretization
137
Adrian Hirn und Winnifried Wollner
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8 Unstructured space-time finite element methods for optimal sparse control of parabolic equations
167
Ulrich Langer, Olaf Steinbach, Fredi Tröltzsch und Huidong Yang
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Lizenziert

9 An adaptive finite element approach for lifted branched transport problems
189
Carolin Dirks und Benedikt Wirth
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10 High-order homogenization of the Poisson equation in a perforated periodic domain
237
Florian Feppon
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11 Least-squares approaches for the 2D Navier–Stokes system
285
Jérôme Lemoine und Arnaud Münch
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12 Numerical issues and turnpike phenomenon in optimal shape design
343
Gontran Lance, Emmanuel Trélat und Enrique Zuazua
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Lizenziert

13 Feedback stabilization of Cahn–Hilliard phase-field systems
367
Gabriela Marinoschi
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14 Ensemble Kalman filter for neural network-based one-shot inversion
393
Philipp A. Guth, Claudia Schillings und Simon Weissmann
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Lizenziert

15 Deep learning in high dimension: ReLU neural network expression for Bayesian PDE inversion
419
Joost A. A. Opschoor, Christoph Schwab und Jakob Zech
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Lizenziert

Index
463

Informationen zur Veröffentlichung

Seiten und Bilder/Illustrationen im Buch

eBook veröffentlicht am:

7. März 2022

eBook ISBN:

9783110695984

Gebunden veröffentlicht am:

21. März 2022

Gebunden ISBN:

9783110695960

Seiten und Bilder/Illustrationen im Buch

Frontmatter:

8

Inhalt:

466

Abbildungen:

38

Farbige Abbildungen:

48

https://doi.org/10.1515/9783110695984

eBook ISBN: 9783110695984

Gebunden ISBN: 9783110695960

Schlagwörter für dieses Buch

Differentialgleichungen; Steuereung; Regelung; Quantifizierung; Unsicherheit

Zielgruppe(n) für dieses Buch

Researchers and graduate students.

Sicherheits- und Produktressourcen

Herstellerinformationen:
Walter de Gruyter GmbH
Genthiner Straße 13
10785 Berlin
productsafety@degruyterbrill.com

Optimization and Control for Partial Differential Equations

Übersicht

Über dieses Buch

Information zu Autoren / Herausgebern

Fachgebiete

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Preface

Contents

1 Reduced basis model order reduction in optimal control of a nonsmooth semilinear elliptic PDE

2 Pointwise moving control for the 1-D wave equation

3 Limits of stabilizability for a semilinear model for gas pipeline flow

4 Minimal cost-time strategies for mosquito population replacement

5 The sterile insect technique used as a barrier control against reinfestation

6 Variational discretization approach applied to an optimal control problem with bounded measure controls

7 An optimal control problem for equations with p-structure and its finite element discretization

8 Unstructured space-time finite element methods for optimal sparse control of parabolic equations

9 An adaptive finite element approach for lifted branched transport problems

10 High-order homogenization of the Poisson equation in a perforated periodic domain

11 Least-squares approaches for the 2D Navier–Stokes system

12 Numerical issues and turnpike phenomenon in optimal shape design

13 Feedback stabilization of Cahn–Hilliard phase-field systems

14 Ensemble Kalman filter for neural network-based one-shot inversion

15 Deep learning in high dimension: ReLU neural network expression for Bayesian PDE inversion

Index

Bibliographische Daten