Métodos de Galerkin

  El Procedimiento de Galerkin

El procedimiento de Galerkin puede ilustrarse con la siguiente ecuación:

equation5

donde tex2html_wrap_inline239 es un operador diferencial, tex2html_wrap_inline241 es una variable dependiente y tex2html_wrap_inline243 es un término de fuerza conocido. Supóngase que la ecuación anterior ha de resolverse en el dominio tex2html_wrap_inline245 con condiciones de contorno dadas. Considérese una serie de funciones linealmente independientes tex2html_wrap_inline247 (las funciones base).

Aproximaremos tex2html_wrap_inline249 mediante una serie finita, de la forma siguiente:

equation11

donde tex2html_wrap_inline251 es el coeficiente de la tex2html_wrap_inline253 ésima función base. El error que resulta al sustituir en la ecuación (1) la solución exacta por los términos tex2html_wrap_inline255 de la suma (2) viene dado por

equation17

El procedimiento de Galerkin requiere que el error sea ortogonal a cada función base en el siguiente sentido:

equation22

La forma final se obtiene sustituyendo (3) en (4):

equation24

Esto reduce el problema a tex2html_wrap_inline255 ecuaciones algebraicas. Este procedimiento es muy general, y puede ser aplicado con más variables dependientes e independientes. A continuación, haremos un ejercicio sencillo utilizando el método espectral y el método de elementos finitos.