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长球体内回音廊道模式的数值模拟。 (英语) Zbl 1344.35019号

摘要:在本文中,我们讨论了在长椭球腔内发生的所谓“回音壁”模式(WGM)的数值模拟进展。这些模式主要集中在椭球体赤道线上的一个狭窄区域内,因其极高的品质因数而闻名于世。标量亥姆霍兹方程为WGM模拟提供了足够的精度,并且(与其矢量版本相反)在球坐标中是可分离的。然而,“窃窃私语画廊”现象的数值模拟并不简单。变量分离产生两个椭球波常微分方程(ODE),第一个仅取决于角度,第二个取决于径向坐标。虽然分离,但这些方程通过分离常数和本征频率保持耦合,因此与边界条件一起形成奇异的自共轭双参数Sturm-Liouville问题。
我们讨论了一种有效而可靠的技术来解决这个问题,该技术能够计算球体内高度局部化的WGM。该方法也适用于其他可分离几何体。我们通过数值实验说明了该方法的性能。

MSC公司:

35J15型 二阶椭圆方程
34B24型 Sturm-Liouville理论
65号06 含偏微分方程边值问题的有限差分方法

软件:

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全文: 内政部

参考文献:

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