In this work, we propose to efficiently solve time dependent parametrized optimal control problems governed by parabolic partial differential equations through the certified reduced basis method. In particular, we will exploit an error estimator procedure, based on easy-to-compute quantities which guarantee a rigorous and efficient bound for the error of the involved variables. First of all, we propose the analysis of the problem at hand, proving its well-posedness thanks to Ne\v{c}as - Babu\v{s}ka theory for distributed and boundary controls in a space-time formulation. Then, we derive error estimators to apply a Greedy method during the offline stage, in order to perform, during the online stage, a Galerkin projection onto a low-dimensional space spanned by properly chosen high-fidelity solutions. We tested the error estimators on two model problems governed by a Graetz flow: a physical parametrized distributed optimal control problem and a boundary optimal control problem with physical and geometrical parameters. The results have been compared to a previously proposed bound, based on the exact computation of the Babu\v{s}ka inf-sup constant, in terms of reliability and computational costs. We remark that our findings still hold in the steady setting and we propose a brief insight also for this simpler formulation.


翻译:在这项工作中,我们建议通过经认证的减少基数方法,有效解决由抛物线部分偏差方程管辖的基于时间的平衡最佳控制问题。特别是,我们将利用一个基于简单计算的数量的误差估计程序,保证对所涉变量的误差进行严格和有效的约束。首先,我们提议对手头的问题进行分析,通过Ne\v{c}as-Babu\v{s}ka理论,证明其在空间-时间制成的分布和边界控制中具有很好的储存能力。然后,我们得出误差估计器,在离线阶段采用迷恋方法,以便在网上阶段对低维空间进行Galerkin预测,这种预测以正确选择的高异性解决方案为基础。我们测试了由Graetz流管理的两个模型的误差估计器:物理偏差分配最佳控制问题,以及物理和几何参数的边界最佳控制问题。我们比较了先前提出的误差估计器,其依据是准确计算到的精确的可靠度和精确度,我们仍在计算中确定稳定的精确度计算结果。

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