×

求积两个展开式,用于评估亥姆霍兹层电位。 (英语) Zbl 1515.65336号

摘要:本文发展了二维亥姆霍兹方程单层和双层位势的二次展开求积(QB2X)数值积分技术。QB2X方法使用局部复Taylor展开和平面波型展开来实现快速多极子方法(FMM)层次树结构中叶盒内所有目标点的数值精确表示。QB2X方法明确包括平面波展开中边界几何的非线性依赖性,从而提供被积函数中边界几何和密度函数的高阶表示,其收敛性遵循标准FMM误差分析。数值结果证明了QB2X方法对亥姆霍兹层势的性能,该方法对不同密度的平坦和弯曲边界使用整个FMM叶箱的一个扩展中心。

MSC公司:

65兰特 积分方程的数值解法
65天30分 数值积分
65埃05 复杂分析中数值方法的一般理论(势理论等)
65T40型 三角逼近和插值的数值方法
2005年第31页 其他空间上的调和、次调和、超调和函数
32A55型 复变函数的奇异积分
41A10号 多项式逼近
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 刘易斯,A。;塔哈,H。;Strinkovski,A。;Manevitch,A。;Khatchatouriants,A。;Dekhter,R。;Ammann,E.,《近场光学:从亚波长照明到纳米阴影》,自然生物技术。,21, 11, 1378-1386 (2003) ·doi:10.1038/nbt898
[2] 香港卡塔克;Bianucci,P。;Slepkov,AD,将葡萄中的血浆形成与水二聚体的微波共振联系起来,Proc。国家。阿卡德。科学。,116, 10, 4000-4005 (2019) ·doi:10.1073/pnas.1818350116
[3] Tsantili,IC;Cho,MH;蔡伟(Cai,W.)。;Karniadakis,GE,几何约束下随机超材料设计的计算随机方法,SIAM J.Sci。计算。,40、2、B353-B378(2018)·Zbl 1398.60073号 ·doi:10.1137/17M1113473
[4] Alpert,BK,混合高斯-三角形求积规则,SIAM J.Sci。计算。,1551-1584年5月20日(1999年)·Zbl 0933.41019号 ·doi:10.1137/S1064827597325141
[5] 卡普尔,S。;Rokhlin,V.,奇异函数的高阶修正梯形求积规则,SIAM J.Numer。分析。,34, 4, 1331-1356 (1997) ·Zbl 0891.65019号 ·doi:10.1137/S0036142995287847
[6] 吴,B。;Martinsson,PG,Zeta校正:构造奇异积分算子校正梯形求积规则的新方法,高级计算。数学。,47, 3, 1-21 (2021) ·兹比尔1473.65022 ·doi:10.1007/s10444-021-09872-9
[7] Bremer,J。;Gimbutas,Z。;Rokhlin,V.,广义高斯求积的非线性优化程序,SIAM J.Sci。计算。,32, 4, 1761-1788 (2010) ·Zbl 1215.65045号 ·doi:10.1137/080737046
[8] Yarvin,N。;Rokhlin,V.,积分算子的广义高斯求积和奇异值分解,SIAM J.Sci。计算。,20, 2, 699-718 (1998) ·Zbl 0932.65020号 ·doi:10.1137/S106482759696310779
[9] 布鲁诺,OP;Kunyansky,LA,用于解决表面散射问题的快速高阶算法:基本实现、测试和应用,J.Comput。物理。,169, 1, 80-110 (2001) ·Zbl 1052.76052号 ·doi:10.1006/jcph.2001.6714
[10] 达菲,MG,被积函数金字塔或立方体上的求积,顶点处有奇点,SIAM J.Numer。分析。,19, 6, 1260-1262 (1982) ·Zbl 0493.65011号 ·doi:10.1137/0719090
[11] Beale,JT;Lai,MC,计算近奇异积分的方法,SIAM J.Numer。分析。,38, 6, 1902-1925 (2001) ·Zbl 0988.65025号 ·doi:10.1137/S0036142999362845
[12] 科克纳,A。;巴内特。;Greengard,L。;O'Neil,M.,《展开求积:评估层电位的新方法》,J.Compute。物理。,252332-349(2013年)·Zbl 1349.65094号 ·doi:10.1016/j.jcp.2013.06.027
[13] Abramowitz,M.,Stegun,I.A.:数学函数与公式、图形和数学表格手册,第55卷。美国政府印刷局(1964年)·Zbl 0171.38503号
[14] Cho,MH;Cai,W.,二维复亥姆霍兹方程的宽带快速多极子方法,计算。物理学。社区。,181, 12, 2086-2090 (2010) ·Zbl 1219.65140号 ·doi:10.1016/j.cpc.2010.09.010
[15] Rokhlin,V.,二维散射理论积分方程的快速求解,计算机J。物理。,86, 2, 414-439 (1990) ·Zbl 0686.65079号 ·doi:10.1016/0021-9991(90)90107-C
[16] 拉赫,M。;科克纳,A。;O'Neil,M.,《展开求积的快速算法i:全局有效展开》,J.Compute。物理。,345, 706-731 (2017) ·Zbl 1378.65074号 ·doi:10.1016/j.jcp.2017.04.062
[17] 阿德科克,B。;Huybrechs,D.,《框架与数值近似》,SIAM Rev.,61,3,443-473(2019)·Zbl 1421.42015年 ·doi:10.1137/17M1114697
[18] Casazza,P.G.,Kutyniok,G.:有限框架:理论与应用。施普林格(2012)·Zbl 1257.42001号
[19] 达芬,RJ;谢弗,AC,一类非简谐傅里叶级数,Trans。美国数学。《社会学杂志》,72,2,341-366(1952)·Zbl 0049.32401号 ·doi:10.1090/S0002-9947-1952-0047179-6
[20] Colton,D.L.,Kress,R.,Kriss,R.:逆声和电磁散射理论,第93卷。斯普林格(1998)·Zbl 0893.35138号
[21] 丁·L。;黄,J。;JL马尔祖奥拉;Tang,Z.,《两种展开式求积:使用复多项式和平面波展开式评估拉普拉斯层势》,J.Compute。物理。,428 (2021) ·Zbl 07511414号 ·doi:10.1016/j.jcp.2020.109963
[22] 马提森,R。;Huybrechs,D.,使用傅里叶扩展框架在任意域上的函数逼近,SIAM J.Numer。分析。,56, 3, 1360-1385 (2018) ·Zbl 1404.33019号 ·doi:10.1137/17M1134809
[23] Kress,R.:《线性积分方程》,第82卷。施普林格科技与商业媒体(2013)·Zbl 1328.45001号
[24] Boyd,JP,第一类、第二类和第三类傅里叶扩展数值算法的比较,J.Compute。物理。,178, 1, 118-160 (2002) ·Zbl 0999.65132号 ·doi:10.1006/jcph.2002.7023
[25] 布鲁诺,OP;韩,Y。;Pohlman,MM,《通过傅里叶延拓分析实现复杂三维曲面的精确高阶表示》,J.Compute。物理。,22721094-1125(2007年)·Zbl 1128.65017号 ·doi:10.1016/j.jcp.2007.08.029
[26] Huybrechs,D.,关于非周期函数的傅里叶扩展,SIAM J.Numer。分析。,47, 6, 4326-4355 (2010) ·Zbl 1209.65153号 ·doi:10.1137/090752456
[27] Barnett,AH,傅里叶矩阵的连续子矩阵有多指数线性条件?,SIAM版本,64,1,105-131(2022)·Zbl 1505.65325号 ·数字对象标识代码:10.1137/20M1336837
[28] Lozier,DW,Nist数学函数数字图书馆,Ann.Math。Artif公司。智力。,38, 105-119 (2003) ·兹比尔1019.65001 ·doi:10.1023/A:1022915830921
[29] Olver,F.,Lozier,D.,Boisvert,R.,Clark,C.:数学函数的数字图书馆:nist数学函数手册(cup)的在线伴侣。盖瑟斯堡国家标准与技术研究所(2010)
[30] Wang,T。;横田,R。;Barba,LA,ExaFMM:一个具有C++和python接口的高性能快速多极方法库,J.Open Sour。软质。,6, 61, 3145 (2021) ·doi:10.21105/joss.03145
[31] chunkie:一个MATLAB积分方程工具箱。https://github.com/fastalgorithms/chunkie
[32] 金,MH;Sutherland,S.,《多项式寻根算法和分支覆盖》,SIAM J.Compute。,23, 2, 415-436 (1994) ·Zbl 0803.65066号 ·doi:10.1137/S0097539791202587
[33] Zeng,Z.,Algorithm 835:Multroot——一个用于计算多项式根和乘法的matlab包,ACM Trans。数学。柔和。(TOMS),30,2,218-236(2004)·Zbl 1070.65542号 ·doi:10.1145/992200.992209
[34] 黄,J。;贾,J。;Zhang,B.,Fmm-yukawa:屏蔽库仑相互作用的自适应快速多极方法,计算。物理学。社区。,180, 11, 2331-2338 (2009) ·Zbl 1197.81019号 ·doi:10.1016/j.cpc.2009.06.028
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。