赫莱内·巴鲁克;朱丽叶·查巴西耶;范,哈;塞巴斯蒂安·托德乌克斯 均匀介质中多障碍物声散射的傅里叶基单层方法的数值稳健性。 (英语) Zbl 1524.76361号 波浪运动 77,40-63(2018). 总结:我们研究了模拟均匀介质中障碍物多次散射的有效方法。在大范围内存在大量小障碍物的情况下,基于空间离散化的优化软件,如有限元法(FEM)或有限差分法,将失去其鲁棒性。另一种方法是使用积分方程方法,该方法使用单层势和傅里叶级数截断来描述近似散射场。在论文的理论部分,我们详细描述了由该方法生成的不可穿透障碍的线性系统,并进行了适定性研究。对于数值性能研究,我们仅限于圆形障碍物的情况。我们首先将我们的代码与高度优化的基于FEM的软件Montjoie进行比较和验证。其次,我们研究了不同求解器类型(GMRES类型的直接求解器和迭代求解器)在求解该方法生成的稠密线性系统时的效率。我们观察到,对于近距离障碍物,直接求解器的鲁棒性优于迭代求解器,对于远部障碍物,具有上下对称高斯-赛德尔和对称高斯-塞德尔预条件的GMRES的鲁棒性。 引用于三文件 MSC公司: 2005年第76季度 水力和气动声学 35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程 第35页 偏微分方程的散射理论 65兰特 积分方程的数值方法 关键词:多次散射;小障碍物声散射;单层方法;多次散射中的预处理 软件:多迪夫 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{H.Barucq}等人,《波浪运动》77,40-63(2018;Zbl 1524.76361) 全文: 内政部 哈尔 参考文献: [1] Givoli,D.,无限域问题的数值方法,第33卷(2013),Elsevier·Zbl 0788.76001号 [2] Nataf,F.,《波传播问题中的吸收边界条件和完美匹配层》(2013)·Zbl 1288.78013号 [3] Sayas,F.-J.,Johnson-Nédélec的边界元-有限元耦合在多边形界面上的有效性,SIAM J.Numer。分析。,47, 5, 3451-3463 (2009) ·Zbl 1207.65140号 [4] Kirsch,A。;Monk,P.,《声学散射中有限元和Nyström方法耦合的分析》,IMA J.Numer。分析。,14, 4, 523-544 (1994) ·Zbl 0816.65104号 [5] Ganesh,M。;Morgenstern,C.,《无界和非均匀介质中波传播的高阶FEM-BEM计算机模型:应用于时间谐波声喇叭问题》,J.Compute。申请。数学。,307, 183-203 (2016) ·Zbl 1382.76163号 [6] 安托万,X。;Ramdani,K。;Thierry,B.,《圆盘多重散射问题的宽带数值方法》,J.算法计算。技术。,6, 2, 241-259 (2012) ·Zbl 1280.78002号 [7] Thierry,B.,《衍射倍数分析与模拟》,亨利·蓬卡大学博士论文(2011),南希一世 [8] Ganesh,M。;Hawkins,S.C.,《模拟大量二维粒子散射的有效算法》,ANZIAM J.,52,139-155(2011)·Zbl 1390.65155号 [9] 阿米尔库洛娃,F.A。;Norris,A.N.,《使用递归算法的声学多次散射》,J.Compute。物理。,299, 787-803 (2015) ·Zbl 1351.76272号 [10] Falletta,S。;Monegato,G.,外波方程问题的精确无反射边界条件,Publ。数学研究所,96,110,103-123(2014)·Zbl 1349.65413号 [11] Ganesh,M。;Graham,I.,三维障碍物散射的高阶算法,J.Compute。物理。,198, 1, 211-242 (2004) ·Zbl 1052.65108号 [12] Bendali,A。;球,P.-H。;Tordeux,S.,三维小障碍物多重声散射的多极近似及其在各向同性散射foldy理论中的应用,Arch。定额。机械。分析。,219, 3 (2016) ·Zbl 1333.35179号 [13] 查拉·D·P。;Sini,M.,关于任意形状小刚体声散射的Foldy-Lax近似的合理性,多尺度模型。模拟。,12,1,55-108(2014)·Zbl 1311.35070号 [14] Martin,P.,《多重散射:时间谐波与N个障碍物的相互作用》(2006),剑桥大学出版社·Zbl 1210.35002号 [15] P.Martin,更正和增补。;P.Martin,更正和增补。 [16] Kress,R.,《时谐声散射中的边界积分方程》,数学。计算。建模,15,3,229-243(1991)·Zbl 0731.76077号 [17] 安托万,X。;Thierry,B.,《稀释介质中低频多次散射声学单层算子的谱和条件数估计》,计算。方法应用。机械。工程,265242-256(2013)·Zbl 1286.74054号 [18] 蒂埃里,B。;Antoine,X.,致密介质中低频多次散射声学单层算符的谱和条件数估计,J.Compute。申请。数学。,239, 380-395 (2013) ·Zbl 1258.65100号 [19] 蒂埃里,B。;安托万,X。;Chniti,C。;Alzubaidi,H.,\(\mu\)-diff:一个开源的Matlab工具箱,用于通过磁盘计算多重散射问题,Compute。物理学。Comm.,192,348-362(2015)·Zbl 1380.65478号 [20] V.Frayssé,L.Giraud,S.Gratton,J.Langou,高性能计算机上用于实数和复杂算术的一组GMRES例程,技术代表,CERFACS,tR/PA/03/3(1997)。;V.Frayssé,L.Giraud,S.Gratton,J.Langou,高性能计算机上用于实数和复杂算术的一组GMRES例程,技术代表,CERFACS,tR/PA/03/3(1997)。 [21] X.Antoine,K.Ramdani,B.Thierry,Étude numérique de la résolution paréquations intégrales de la diffraction multiple par des disques,在:10ème Congrès Français d‘Acoustique,2010年。;X.Antoine,K.Ramdani,B.Thierry,《衍射多重问题解方程》,摘自:《法国声学会议》,2010年。 [22] 卡科尼,F。;Colton,D.,《逆散射理论的定性方法》(2014),Springer·Zbl 1302.35001号 [23] Hettlich,F.,逆障碍物散射中的Fréchet导数,逆问题。,11, 2, 371 (1995) ·兹比尔0821.35147 [24] 科尔顿,D。;Kress,R.,《散射理论中的积分方程方法》(2013),SIAM,工业和应用数学学会:SIAM,费城工业和应用数学家学会·Zbl 1291.35003号 [25] Kress,R.,线性积分方程(2014),Springer·Zbl 1328.45001号 [26] 阿布拉莫维奇,M。;Stegun,I.A.,《数学函数手册:公式、图形和数学表》,第55卷(1964年),Courier Corporation·Zbl 0171.38503号 [27] 绍特,S。;Schwab,C.,《边界元方法》(2011),施普林格·Zbl 1215.65183号 [28] 巴鲁克,H。;Chabassier,J。;Pham,H。;Tordeux,S.,均匀介质中多障碍物散射的傅里叶单层方法数值稳健性研究,研究报告RR-8988(2016),Inria Bordeaux Sud-Ouest [29] Ganesh,M。;Hawkins,S.C.,三维多障碍物声散射模拟,ANZIAM J.,50,31-45(2008)·Zbl 1359.76252号 [30] W.H.出版社,《数字配方:科学计算的艺术》(2007),剑桥大学出版社·Zbl 1132.65001号 [31] 海尔,E。;Gerhard,W.,《Numérique分析导论》(2005年),日内瓦大学数学系 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。