{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Contenido bajo licencia Creative Commons BY 4.0 y código bajo licencia MIT. © Juan Gómez y Nicolás Guarín-Zapata 2020. Este material es parte del curso Modelación Computacional en el programa de Ingeniería Civil de la Universidad EAFIT." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "# Interpolación en 2D" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Introducción" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Acá extenderemos el esquema de interpolación unidimensional estudiado previamente al caso mas general de un dominio bidimensional. Desde el punto de vista geométrico también veremos como un **elemento finito** es solo un dominio espacial canónico descrito por puntos nodales y el correspondiente grupo de funciones de interpolación (o de **forma**).\n", "\n", "\n", "**Al completar este notebook usted debería estar en la capacidad de:**\n", "\n", "* Reconocer el problema de interpolación en dominios bidimensionales como uno de aplicación de los esquemas unidimensionales.\n", "\n", "* Formalizar el concepto de un elemento finito como un espacio de interpolación canónico con funciones de interpolación predefinidas.\n", "\n", "* Proponer esquemas de interpolación para dominios bidimensionales arbitrarios." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Dominio bidimensional\n" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "Consideremos el dominio cuadrado mostrado en la figura y en el cual queremos aproximar, por medio de interpolación, una función escalar (o vectorial) $f=f(x,y)$. Para ese propósito los puntos negros en la figura representan puntos nodales donde asumimos que la función es conocida. En este caso el polinomio de interpolación, denotado por $p(x,y)$ se construye como:\n", "\n", "$$p(x,y) = \\sum_{Q=1}^N H_Q(x,y)f_Q$$\n", "\n", "donde $Q = 1,...,N$ para un dominio de *N* puntos nodales y donde $H_Q(x,y)$ son las funciones de interpolación o funciones de forma.\n", "\n", "\n", "Como se detallará a continuación para construir las funciones de interpolación bidimensionales $ H_Q(x,y)$ en realidad aplicamos un proceso de interpolaciones unidimensionales iteradas.\n", "\n", "Denotemos como $x_A$ y $x_B$ a las coordenadas de los puntos A y B en el dominio cuadrilátero mostrado en la figura y supongamos que queremos encontrar el valor de la función en el punto A." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "