×

基于FC-的谱求解器,用于一般三维域中的弹性动力学问题。 (英语) 兹比尔1351.74162

摘要:本文提出了一种求解一般三维区域弹性动力学问题的谱数值算法。基于最近引入的非周期函数精确傅里叶展开的“傅里叶延拓”(FC)方法,该方法具有许多吸引人的特性:它产生的结果基本上没有色散误差,需要温和的CFL约束,它的运行成本与离散化大小成线性关系,而且它很容易在分布式内存计算集群中实现高效的并行化。本文通过对材料科学和地震学领域中出现的各向同性弹性动力学问题的大量应用,证明了所提出的算法。这些示例表明,与其他方法相比,新方法的离散化明显更小,计算时间更短,因此可以在规定的误差容限内获得解。

MSC公司:

74平方米 谱及相关方法在固体力学问题中的应用
65米70 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
74J05型 固体力学中的线性波

软件:

序曲
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿巴巴内尔,S。;Gottlieb,D。;Carpenter,M.H.,《关于消除非线性偏微分方程的Runge-Kutta积分引起的边界误差》,SIAM J.Sci。计算。,17, 3, 777-782 (1996) ·Zbl 0858.65096号
[2] 北阿尔宾。;Bruno,O.P.,《一般域中可压缩Navier-Stokes方程的谱FC解算器I:显式时间步进》,J.Compute。物理。,230、16、6248-6270(2011年7月)·Zbl 1419.76488号
[3] 阿尔宾,N。;布鲁诺,O.P。;Cheung,T.Y.先生。;Cleveland,R.O.,非线性声束高保真模拟的傅里叶延拓方法,J.Acoust。《美国社会杂志》,132,42371-2387(2012)
[4] Amlani,F.,《复杂三维几何体的新型高阶傅里叶连续弹性解算器》(2014),加州理工学院,博士论文
[5] 阿佩尔,D。;Petersson,N.A.,具有自由表面的复杂几何形状上弹性波动方程的稳定有限差分方法,Commun。计算。物理。,5, 1, 84-107 (2009) ·Zbl 1364.74016号
[6] 巴布斯卡,I.M。;Sauter,S.A.,考虑到高波数,有限元法对亥姆霍兹方程的污染影响可以避免吗?,SIAM版本,42、3、451-484(2000年9月)·Zbl 0956.65095号
[7] Bashforth,F。;Adams,J.,《测试毛细作用理论的尝试:通过比较液滴的理论形式和测量形式。剑桥大学出版社:剑桥大学出版社英国剑桥
[8] Bouchon,M。;舒尔茨,C.A。;Toksöz,M.N.,三维地形对地震运动的影响,《地球物理学杂志》。研究,101,B3,5835-5846(1996)
[9] Brown,D.L。;亨肖,W.D。;Quinlan,D.J.,《序曲:在重叠网格上求解偏微分方程的面向对象框架》,(面向对象的可互操作科学与工程计算方法(1999),SIAM),245-255
[10] 布鲁诺,O。;Cubillos,M.,二维和三维曲线域中可压缩Navier-Stokes方程的高阶时间“准非条件稳定”ADI解算器(2015),arXiv预印本
[11] 布鲁诺,O.P。;Jimenez,E.,非线性对流扩散偏微分方程组的高阶线性时间无条件稳定交替方向隐式方法,J.Fluids Eng.,136,6,Article 060904 pp.(2014)
[12] 布鲁诺,O.P。;Lyon,M.,一般光滑域的高阶无条件稳定FC-AD解算器I.基本元素,J.计算。物理。,229, 6, 2009-2033 (2010) ·兹比尔1185.65184
[13] 布鲁诺,O.P。;Prieto,A.,变效率PDE的空间无分散、无条件稳定FC-AD解算器,科学杂志。计算。,58, 2, 1-36 (2014) ·Zbl 1300.65071号
[14] Carpenter,M.H。;Gottlieb,D。;阿巴巴内尔,S。;Don,W.S.,初边值问题的Runge-Kutta时间离散的理论精度:边界误差研究,SIAM J.Sci。计算。,16, 6, 1241-1252 (1995) ·Zbl 0839.65098号
[15] Elling,T.,GPU加速傅立叶延拓解算器和波散射问题的物理精确计算边界条件(2012),加州理工学院,博士论文
[16] Eriksson,L.,使用超限插值的实用三维网格生成,SIAM J.Sci。统计计算。,6, 3, 712-741 (1985) ·Zbl 0591.65010号
[17] Farrashkhkolfat,M。;Miles,J.P.,《基本结构网格生成:非结构网格生成简介》(2003),Elsevier Science
[18] Fernández,J。;阿拉巴马州多瓦尔。F、。;特里洛,C。;Deán,J.L。;López,J.,《脉冲电视全息术的视频超声学:壳体结构无损检测的新能力》,国际光学电子技术杂志,1,2,122-153(2007)
[19] Graff,K.F.,弹性固体中的波动(1975),多佛出版公司·Zbl 0314.73022号
[20] 赛杜一世。;Waziri,M.Y.,四阶龙格-库塔方法的简化推导和分析,国际计算机杂志。申请。,9、8、51-55(2010年11月),计算机科学基金会出版
[21] 亨肖,W.D。;Schwendeman,D.W.,使用重叠网格和自适应网格细化的三维流并行计算,J.Compute。物理。,227, 16, 7469-7502 (2008) ·Zbl 1213.76138号
[22] Janod,F。;Coutant,O.,《使用时域边界元方法的三维地形地震响应》,Geophys。《国际期刊》,142,2,603-614(2000)
[23] 克努普,P。;Steinberg,S.,《电网发电基础》(1994),CRC出版社:密歇根州安娜堡CRC出版社·Zbl 0855.65123号
[24] Komatitsch,D。;Vilotte,J.-P.,《谱元法:模拟2D和3D地质结构地震响应的有效工具》,Bull。地震波。《美国社会》,88、2、368-392(1998)·Zbl 0974.74583号
[25] López-Vázquez,J.C。;Deán-Ben,X.L。;特里洛,C。;阿拉巴马州多瓦尔。F、。;Fernández,J。;Amlani,F。;Bruno,O.P.,具有穿透厚度缺陷的板中超声波位移图的脉冲电视全息数字建模和测量,Opt。工程,49,9,第095802条pp.(2010年9月)
[26] 里昂,M。;Bruno,O.P.,一般光滑域的高阶无条件稳定FC-AD解算器II。椭圆、抛物线和双曲线偏微分方程;理论考虑,J.Compute。物理。,229、9、3358-3381(2010年5月)·Zbl 1188.65139号
[27] Pathria,D.,初边值问题Runge-Kutta时间积分中间边界条件的正确公式,SIAM J.Sci。计算。,18, 5, 1255-1266 (1997) ·Zbl 0897.65057号
[28] 出版社,W.H。;Teukolsky,S.A。;韦特林,W.T。;Flannery,B.P.,《数值配方:科学计算的艺术》(2007),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,纽约州纽约市,美国·Zbl 1132.65001号
[29] Roache,P.J.,通过制造溶液的方法进行代码验证,流体工程杂志,124,1,4-10(2002)
[30] 罗德里格斯-戈梅斯,P。;López-Vázquez,J.C。;特里洛,C。;阿拉巴马州多瓦尔。F、。;Fernández,J.L.,瞬态弹性波在平板中的传播和散射:脉冲电视全息测量和有限元方法预测之间的比较,Opt。Eng.,52,10,第101911条pp.(2013)
[31] 罗伊·C·J。;史密斯,T.M。;Ober,C.C.,《使用制造溶液方法验证可压缩CFD代码》,《能源》,第2篇,第2页(2002年)
[32] 沙巴齐,K。;北阿尔宾。;布鲁诺,O.P。;Hesthaven,J.S.,守恒定律的多域Fourier-continuation/WENO混合求解器,J.Compute。物理。,230, 24, 8779-8796 (2011) ·Zbl 1370.65040号
[33] 沙巴齐,K。;赫塞文,J.S。;Zhu,X.,守恒定律的多维混合Fourier continuation-WENO求解器,J.Compute。物理。,253, 209-225 (2013) ·Zbl 1349.82118号
[34] Spekreijse,S.P.,基于拉普拉斯方程和代数变换的椭圆网格生成,J.Compute。物理。,118, 1, 38-61 (1995) ·Zbl 0823.65120号
[35] Vedovoto,J.M。;西尔维拉·内托,A.D。;穆拉,A。;Figueira da Silva,L.F.,制造解方法在基于压力的有限体积数值格式验证中的应用,计算。流体,51,1,85-99(2011)·Zbl 1271.76199号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,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。