Dispersión acústica de elementos finitos y elementos de contorno con reducción de modelo de presión superficial basada en clústeres coherentes
Autores: Krysl, Petr; Abawi, Ahmad T.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Dispersión acústica de elementos finitos y elementos de contorno con reducción de modelo de presión superficial basada en clústeres coherentes
Categoría
Artes
Subcategoría
Música
Palabras clave
Retrodispersión
Ondas acústicas armónicas
Objetivos elásticos submarinos
Método de elementos finitos
Método de elementos de contorno
Transformación de reducción de modelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
El cálculo de la retrodispersión de ondas acústicas armónicas de objetivos elásticos submarinos de forma arbitraria es un problema de considerable importancia práctica. El método de elementos finitos se aplica comúnmente a la discretización del objetivo; por otro lado, el método de elementos de contorno incorpora de manera natural la condición de frontera de radiación en el infinito. El modelo acoplado tiende a ser costoso, principalmente debido a la necesidad de manipular matrices grandes, densas y complejas, y de resolver repetidamente sistemas de ecuaciones algebraicas lineales complejas de tamaño significativo para cada frecuencia de interés. En este artículo, desarrollamos una transformación de reducción de modelo basada en la noción de coherencia aplicada a las presiones en la superficie, lo que reduce considerablemente el tamaño de los sistemas a resolver. Encontramos que el enfoque de reducción de modelo propuesto ofrece resultados aceptablemente precisos a una fracción del costo del modelo completo. Se logró una aceleración típica de un orden de magnitud en nuestros experimentos numéricos. Nuestro enfoque permite cálculos de retrodispersión con modelos considerablemente más grandes de lo que ha sido factible hasta la fecha.
Descripción
El cálculo de la retrodispersión de ondas acústicas armónicas de objetivos elásticos submarinos de forma arbitraria es un problema de considerable importancia práctica. El método de elementos finitos se aplica comúnmente a la discretización del objetivo; por otro lado, el método de elementos de contorno incorpora de manera natural la condición de frontera de radiación en el infinito. El modelo acoplado tiende a ser costoso, principalmente debido a la necesidad de manipular matrices grandes, densas y complejas, y de resolver repetidamente sistemas de ecuaciones algebraicas lineales complejas de tamaño significativo para cada frecuencia de interés. En este artículo, desarrollamos una transformación de reducción de modelo basada en la noción de coherencia aplicada a las presiones en la superficie, lo que reduce considerablemente el tamaño de los sistemas a resolver. Encontramos que el enfoque de reducción de modelo propuesto ofrece resultados aceptablemente precisos a una fracción del costo del modelo completo. Se logró una aceleración típica de un orden de magnitud en nuestros experimentos numéricos. Nuestro enfoque permite cálculos de retrodispersión con modelos considerablemente más grandes de lo que ha sido factible hasta la fecha.