Error analysis for a statistical finite element method
Publiceringsår
2025
Upphovspersoner
Karvonen, Toni; Cirak, Fehmi; Girolami, Mark
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Helsingfors universitet
Karvonen Toni
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal/Serie
Moderpublikationens namn
Förläggare
Volym
210
Artikelnummer
105468
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
2
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Parallellagringens licens
CC BY
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Matematik
Förlagets internationalitet
Internationell
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1016/j.jmva.2025.105468
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja