Un método híbrido de pseudoespectral de diferencias finitas en el dominio del tiempo de Chebyshev para la simulación numérica de propagación de ondas acústicas 2D
Autores: Tong, Xiaozhong; Sun, Ya
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un método híbrido de pseudoespectral de diferencias finitas en el dominio del tiempo de Chebyshev para la simulación numérica de propagación de ondas acústicas 2D
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas generales
Palabras clave
Propuesto
Híbrido
CPS-FDTD
Algoritmo
Propagación de ondas acústicas
Medios heterogéneos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
En este estudio, se propone un algoritmo híbrido Chebyshev pseudo-espectral de diferencias finitas en el dominio del tiempo (CPS-FDTD) para simular la propagación de ondas acústicas 2D en medios heterogéneos, lo cual es diferente de otros esquemas numéricos tradicionales como el método de elementos finitos y de diferencias finitas. Este método híbrido propuesto integra la eficiencia del enfoque FDTD en el dominio del tiempo y la alta precisión de la técnica CPS en el dominio espacial. Presentamos las fórmulas de cálculo de este enfoque novedoso y realizamos experimentos de simulación para probarlo. El gradiente biconjugado se resuelve combinando el algoritmo estabilizado de sistemas dispersos simétricos grandes con una factorización LU incompleta. Además, se presentan tres experimentos numéricos para ilustrar la precisión, eficiencia y flexibilidad del algoritmo híbrido CPS-FDTD.
Descripción
En este estudio, se propone un algoritmo híbrido Chebyshev pseudo-espectral de diferencias finitas en el dominio del tiempo (CPS-FDTD) para simular la propagación de ondas acústicas 2D en medios heterogéneos, lo cual es diferente de otros esquemas numéricos tradicionales como el método de elementos finitos y de diferencias finitas. Este método híbrido propuesto integra la eficiencia del enfoque FDTD en el dominio del tiempo y la alta precisión de la técnica CPS en el dominio espacial. Presentamos las fórmulas de cálculo de este enfoque novedoso y realizamos experimentos de simulación para probarlo. El gradiente biconjugado se resuelve combinando el algoritmo estabilizado de sistemas dispersos simétricos grandes con una factorización LU incompleta. Además, se presentan tres experimentos numéricos para ilustrar la precisión, eficiencia y flexibilidad del algoritmo híbrido CPS-FDTD.