KIT | KIT-Bibliothek | Impressum | Datenschutz

A discrete Saint-Venant principle for finite element discretizations of elliptic problems

Buchholz, Tim ORCID iD icon 1; Dörner, Julian ORCID iD icon 1
1 Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

The present paper studies finite element discretizations of second-order elliptic boundary value problems with homogeneous right-hand side and inhomogeneous boundary conditions. We establish discrete spatial decay estimateson element patches for the energy norm of the discrete solution, showing that the influence of boundary data decays exponentially away from the boundary. The resulting estimates are a discrete analog of Saint-Venant-type principles and provide a rigorous foundation for localization arguments in finite element methods.
As an application, we present how these results can be employed in the convergence analysis of domain decomposition methods, on the example of the discrete parallel Schwarz method. Finally, the findings are thoroughly demonstrated on several numerical examples.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000192616
Veröffentlicht am 24.04.2026
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM)
Fakultät für Mathematik – Institut für Mathematische Stochastik (Inst. f. Math. Stochastik)
Sonderforschungsbereich 1173 (SFB 1173)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsmonat/-jahr 04.2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-662X
KITopen-ID: 1000192616
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 29 S.
Serie CRC 1173 Preprint ; 2026/14
Projektinformation SFB 1173, 258734477 (DFG, DFG KOORD, SFB 1173/3)
Externe Relationen Siehe auch
Forschungsdaten/Software
Schlagwörter finite element methods, Saint-Venant principle, elliptic boundary value problems, localization
KIT – Die Universität in der Helmholtz-Gemeinschaft
KITopen Landing Page