Error analysis for a statistical finite element method
Julkaisuvuosi
2025
Tekijät
Karvonen, Toni; Cirak, Fehmi; Girolami, Mark
Abstrakti:
The recently proposed statistical finite element (statFEM) approach synthesises measurement data with finite element models and allows for making predictions about the unknown true system response. We provide a probabilistic error analysis for a prototypical statFEM setup based on a Gaussian process prior under the assumption that the noisy measurement data are generated by a deterministic true system response function that satisfies a second-order elliptic partial differential equation for an unknown true source term. In certain cases, properties such as the smoothness of the source term may be misspecified by the Gaussian process model. The error estimates we derive are for the expectation with respect to the measurement noise of the L^2-norm of the difference between the true system response and the mean of the statFEM posterior. The estimates imply polynomial rates of convergence in the numbers of measurement points and finite element basis functions and depend on the Sobolev smoothness of the true source term and the Gaussian process model. A numerical example for Poisson’s equation is used to illustrate these theoretical results.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Helsingin yliopisto
Karvonen Toni
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli:
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti/Sarja
Emojulkaisun nimi
Kustantaja
Volyymi
210
Artikkelinumero
105468
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
2
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Rinnakkaistallenteen lisenssi
CC BY
Muut tiedot
Tieteenalat
Matematiikka
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1016/j.jmva.2025.105468
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä