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长波导模拟中污染误差和DPG自适应性的数值研究。 (英语) Zbl 1524.65812号

摘要:高频波传播在声学、弹性动力学和电磁学中有许多重要的应用。不幸的是,这些问题的有限元离散化受到了随着波数增加而增加的严重数值污染误差的影响。控制这些误差是获得稳定准确的方法的关键。我们在鲁棒不连续Petrov-Galerkin(DPG)有限元离散化的背景下研究了污染对超长波导问题的影响。我们的数值实验表明,在DPG方法中,污染主要具有导致能量损失的扩散效应,而相位误差则不太显著。我们报告了8000多波长波导中三维矢量时谐Maxwell问题的结果。我们的结果证实了先前对亥姆霍兹算子Galerkin离散化的分析J.M.梅伦克S.绍特【SIAM J.Numer.Anal.49,第3期,1210–1243(2011;Zbl 1229.35038号)]. 此外,我们还讨论了多模光纤波导的自适应细化策略,其中传播的横模必须得到充分的解析。我们的研究表明了DPG误差指示器对这类问题的适用性。最后,我们说明了负载平衡在分布式内存并行计算模拟中的重要性。

MSC公司:

65N30型 含偏微分方程边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法
35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
65N12号 含偏微分方程边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65奈拉 涉及偏微分方程的边值问题的误差界
78A50型 光学和电磁理论中的天线、波导
78A25型 电磁理论(通用)
35克60 与光学和电磁理论相关的PDE
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
2005年5月 并行数值计算
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