Un algoritmo de optimización rápida de simulación FEM/BEM para estructuras de ondas acústicas superficiales periódicas
Autores: Li, Honglang; Lu, Zixiao; Ke, Yabing; Tian, Yahui; Luo, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un algoritmo de optimización rápida de simulación FEM/BEM para estructuras de ondas acústicas superficiales periódicas
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión de la tecnología y la inovación
Palabras clave
Análisis
Onda acústica superficial periódica
Método de elementos finitos combinado
Método de elementos de contorno
Algoritmos de optimización
Matriz de Toeplitz
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El análisis preciso de estructuras de ondas acústicas superficiales periódicas (SAW) mediante el método de elementos finitos y el método de elementos de contorno (FEM/BEM) es importante para el diseño de SAW, especialmente en la extracción de parámetros de acoplamiento de modos (COM). Sin embargo, el costo en tiempo es muy grande. Con el objetivo de acelerar el cálculo del análisis FEM/BEM de SAW, se han reportado algunos algoritmos de optimización para el cálculo de FEM y BEM, mientras que la optimización para la solución de las ecuaciones finales de FEM/BEM, que también implica una gran cantidad de cálculos, apenas se ha reportado. En este artículo, se observó que la matriz de coeficientes de las ecuaciones finales de FEM/BEM para las estructuras SAW periódicas era similar a una matriz de Toeplitz. Se propuso un algoritmo rápido basado en el algoritmo recursivo de Trench para la inversión de matrices de Toeplitz con el fin de acelerar la solución de las ecuaciones finales de FEM/BEM. El resultado mostró que tanto el costo en tiempo como en memoria de FEM/BEM se redujo aún más.
Descripción
El análisis preciso de estructuras de ondas acústicas superficiales periódicas (SAW) mediante el método de elementos finitos y el método de elementos de contorno (FEM/BEM) es importante para el diseño de SAW, especialmente en la extracción de parámetros de acoplamiento de modos (COM). Sin embargo, el costo en tiempo es muy grande. Con el objetivo de acelerar el cálculo del análisis FEM/BEM de SAW, se han reportado algunos algoritmos de optimización para el cálculo de FEM y BEM, mientras que la optimización para la solución de las ecuaciones finales de FEM/BEM, que también implica una gran cantidad de cálculos, apenas se ha reportado. En este artículo, se observó que la matriz de coeficientes de las ecuaciones finales de FEM/BEM para las estructuras SAW periódicas era similar a una matriz de Toeplitz. Se propuso un algoritmo rápido basado en el algoritmo recursivo de Trench para la inversión de matrices de Toeplitz con el fin de acelerar la solución de las ecuaciones finales de FEM/BEM. El resultado mostró que tanto el costo en tiempo como en memoria de FEM/BEM se redujo aún más.