Finite-element heterogeneous multiscale method for the Helmholtz equation

We show that the standard Finite Element Heterogeneous Multiscale Method (FE-HMM) can be used to approximate the effective behavior of solutions to the classical Helmholtz equation in highly oscillatory media. Using a novel combination of well-known results about FE-HMM and the notion of T-coercivity, we derive an a priori error bound. Numerical experiments corroborate the analytical findings.

RésuméNous montrons que la méthode multi-échelle hétérogène d'éléments finis (FE-HMM) peut être utilisée pour approcher le comportement effectif des solutions de l'équation de Helmholtz classique dans des milieux rapidement oscillants. À l'aide de cette méthode et de la notion de T-coercivité, nous établissons une borne a priori de l'erreur. Des expériences numériques corroborent les résultats théoriques.