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Helmholtz边界积分方程的快速Calderón预处理。 (英语) Zbl 1435.65218号

小结:Calderón乘法预条件是提高第一类边界积分方程条件数的一种有效方法,可以得到可证明的网格无关边界。然而,当使用标准Galerkin边界元方法中的局部低阶基函数离散时,随着网格的细化,其计算性能会恶化。这源于用于构造对偶基函数的重心网格细化,该对偶函数保证了(L^2)-对的离散稳定性。基于对偶单元上的较粗求积规则和(mathcal{H})-矩阵压缩,我们提出了一系列快速预条件器,与标准版本的Calderón预处理相比,它们大大减少了三维Helmholtz弱边界积分算子和超矩形边界积分算子的汇编和计算时间。几个数值实验验证了我们的说法,并指出了进一步的改进。

MSC公司:

65号38 偏微分方程边值问题的边界元方法
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
65牛顿50 涉及偏微分方程的边值问题的网格生成、细化和自适应方法

软件:

边界元++
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Hittmair,R.,操作员预处理,计算。数学。申请。,52, 5, 699-706 (2006) ·Zbl 1125.65037号
[2] O.斯坦巴赫。;Wendland,W.L.,边界元法中一些有效预条件的构造,高级计算。数学。,9, 1-2, 191-216 (1998) ·Zbl 0922.65076号
[3] 希特迈尔,R。;Jerez-Hanckes,C。;Urzüa-Torres,C.,开放曲线上边界元的网格无关算子预处理,SIAM J.Numer。分析。,52, 5, 2295-2314 (2014) ·Zbl 1310.65155号
[4] 希特迈尔,R。;Urzüa-Torres,C.,《3D屏幕上的双网格算子预处理:低阶边界元离散化》(2016),ETH Zürich,技术代表,2016-14,应用数学研讨会
[5] 希特迈尔,R。;赫雷斯·汉克斯,C。;Urzüa-Torres,C.,3D屏幕上弱奇异算子的最优算子预处理(2017),ETH Zürich,技术代表2017-13,应用数学研讨会
[6] Lee,J.-F。;李·R。;Burkholder,R.J.,环星基函数和EFIE散射问题的鲁棒预处理器,IEEE Trans。天线传播。,51, 8, 1855-1863 (2003)
[7] 医学博士斯蒂芬森。;Lee,J.-F.,使用Calderón恒等式和双环/星基函数的预处理电场积分方程,IEEE Trans。天线传播。,57, 4, 1274-1279 (2009)
[8] Yan,S。;Jin,J.-M。;Nie,Z.,利用环星分解和Calderón乘法预条件对低频问题进行EFIE分析,IEEE Trans。天线传播。,58, 3, 857-867 (2010) ·兹比尔1369.78934
[9] Christiansen,S.H。;Nédélec,J.-C.,基于卡尔德龙公式的电场积分方程预处理程序,SIAM J.Numer。分析。,40, 3, 1100-1135 (2002) ·Zbl 1021.78010号
[10] 亚当斯·R·J。;新泽西州香槟,电场积分方程修正形式的数值实现,IEEE Trans。天线传播。,52, 9, 2262-2266 (2004) ·Zbl 1368.78126号
[11] Andriulli,F.P。;Cools,K。;Bagci,H。;Olyslager,F。;布法,A。;克里斯蒂安森,S。;Michielssen,E.,电场积分方程的乘法Calderón预条件,IEEE Trans。天线传播。,562398-2412(2008)·Zbl 1369.78872号
[12] 布法,A。;Christiansen,S.,关于重心求精的对偶有限元复合体,数学。计算。,76, 260, 1743-1769 (2007) ·Zbl 1130.65108号
[13] Cools,K。;Andriulli,F.P。;Michielssen,E.,PMCHWT积分方程的Calderón乘法预条件,IEEE Trans。天线传播。,59, 12, 4579-4587 (2011) ·Zbl 1369.78170号
[14] Dobbelaere,D。;De Zutter,D。;Van Hese,J。;Sercu,J。;Boonen,T。;Rogier,H.,具有散射应用的异质域电磁Poincaré-Steklov算子的Calderón乘法预条件,J.Compute。物理。,303, 355-371 (2015) ·Zbl 1349.78063号
[15] 陈永平。;孙,S。;江,L。;Chew,W.C.,层状介质格林函数电场积分方程的Calderón预条件,IEEE Trans。天线传播。,62, 4, 2022-2030 (2014) ·Zbl 1370.78096号
[16] 戈西,M。;Huynen,M。;Ginste,D.V。;De Zutter,D。;Rogier,H.,高介电对比度介质的Calderón预处理剂,IEEE Trans。天线传播。,66, 2, 808-818 (2018)
[17] Adrian,S.B。;Andriulli,F.P。;Eibert,T.F.,关于电场积分方程的无精化Calderón乘法预条件器(2018),预印本·Zbl 1416.65078号
[18] 史蒂文森,R。;范维内蒂,R.,正序问题的一致预条件(2019),预印本
[19] 史蒂文森,R。;范维内蒂,R.,负序问题的一致预条件,数学。计算。,89, 645-674 (2020) ·Zbl 07146711号
[20] Escapill-Inchauspé,P。;Jerez-Hanckes,C.,电场积分方程的快速Calderón预处理,IEEE Trans。天线传播。,67255-2564(2019)
[21] McLean,W。;McLean,W.C.H.,《强椭圆系统和边界积分方程》(2000),剑桥大学出版社·Zbl 0948.35001号
[22] Sauter,S.A。;Schwab,C.,《边界元方法》(2010),施普林格
[23] Betcke,T。;Arridge,S。;菲利普斯,J。;Smigaj,W。;Schweiger,M.,用BEM++求解边界积分问题,ACM Trans。数学。软质。,41, 6, 1-40 (2015) ·Zbl 1371.65127号
[24] Hackbusch,W.,《层次矩阵:算法与分析》,第49卷(2015),施普林格出版社·Zbl 1336.65041号
[25] Bebendorf,M.,《层次矩阵》(2008),施普林格出版社·Zbl 1151.65090号
[26] Wu,S.F.,《亥姆霍兹方程最小二乘法》(2015),施普林格·Zbl 1302.76005号
[27] 兰格,美国。;Steinbach,O.,耦合有限元和边界元区域分解方法,(边界元分析(2007),Springer),61-95·Zbl 1298.65189号
[28] Faustmann,M。;梅伦克,J。;Praetorius,D.,BEM矩阵逆的H-矩阵逼近的存在性:超奇异积分算子,IMA J.Numer。分析。,3721211-1244(2017年)·Zbl 1433.65324号
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