scholarly journals Hierarchical matrices and adaptive cross approximation applied to the boundary element method with multi-domain governed by iterative coupling

2009 ◽  
Author(s):  
T. Grytsenko ◽  
A. Peratta
2017 ◽  
Author(s):  
Θεόδωρος Γκορτσάς

Η Μέθοδος των Συνοριακών Στοιχείων (ΜΣΣ) είναι ιδανική για την επίλυση προβλημάτων που σχετίζονται με άπειρα εκτεινόμενα χωρία. Ένα τέτοιο πρόβλημα είναι η εκτίμηση χαμηλής συχνότητας θορύβου και του εύρους μικρο-σεισμικών κυμάτων που εκπέμπονται λόγω της λειτουργίας μιας μεγάλης ανεμογεννήτριας. Όμως λόγω του μεγέθους αυτού του προβλήματος, η συμβατή ΜΣΣ αδυνατεί να το επιλύσει διότι απαιτούνται χρονοβόροι υπολογισμοί και σχεδόν απαγορευτικές απαιτήσεις αποθήκευσης δεδομένων. Ως εκ τούτου ο πρώτος στόχος της παρούσας διατριβής είναι η ανάπτυξη μιας προηγμένης ΜΣΣ η οποία θα μπορεί να λύνει με ακρίβεια και ταχύτητα το εν λόγω πρόβλημα. Για το σκοπό αυτό προτείνεται μια ΜΣΣ η οποία βασίζει την διαχείριση του συστήματος αλγεβρικών εξισώσεων που παράγει σε μεθόδους Ιεραρχικών Μητρών (Hierarchical Matrices Method) σε συνδυασμό με αλγεβρικές χαμηλής τάξης προσέγγισης τεχνικές, γνωστές ως Adaptive Cross Approximation (ACA). Για την αποτελεσματική αλγεβρική συμπίεση των χρησιμοποιούμενων ιεραρχικών μητρώων, διάφορες ACA τεχνικές χρησιμοποιούνται και αξιολογούνται, ενώ για την ταχεία επίλυση του τελικού συστήματος αλγεβρικών εξισώσεων ένας προ επιλεγμένος GMRES αλγόριθμος διαδοχικών λύσεων (preconditioned GMRES iterative solver) χρησιμοποιείται. Σε επόμενο βήμα, η αναπτυχθείσα ACA /ΜΣΣ χρησιμοποιείται για την επίλυση ελαστικών, ακουστικών και αλληλεπίδρασης ελαστικών-ακουστικών προβλημάτων που σχετίζονται με την γέννεση θορύβου χαμηλής συχνότητας και επιφανειακών εδαφικών ταλαντώσεων από την λειτουργία μεγάλων ανεμογεννητριών. Η ταυτόχρονη μελέτη των ακουστικών και ελαστικών κυμάτων που παράγει μια ανεμογεννήτρια και η μεταξύ τους αλληλεπίδραση εμφανίζεται για πρώτη φορά στη διεθνή βιβλιογραφία.


2018 ◽  
Vol 117 (1) ◽  
pp. 1-14 ◽  
Author(s):  
Bin Wang ◽  
Yin Feng ◽  
Sandra Pieraccini ◽  
Stefano Scialò ◽  
Corrado Fidelibus

2018 ◽  
Vol 15 (03) ◽  
pp. 1850009 ◽  
Author(s):  
Xiujuan Liu ◽  
Haijun Wu ◽  
Weikang Jiang

The coefficient matrices of conventional boundary element method (CBEM) are dense and fully populated. Special techniques such as hierarchical matrices (H-matrices) format are required to extent its ability of handling large-scale problems. Adaptive cross approximation (ACA) algorithm is a widely adopted algorithm to obtain the H-matrices. However, the accuracy of the ACA boundary element method (ACABEM) cannot be adjusted by changing the tolerance [Formula: see text] when it exceeds a certain value. In this paper, the degenerate kernel approximation idea for the low-rank matrices is developed to build a fast BEM for acoustic problems by exploring the multipole expansion of the kernel, which is referred as the multipole expansion H-matrices boundary element method (ME-H-BEM). The newly developed algorithm compresses the far-field submatrices into low rank submatrices with the expansion terms of Green’s function. The obtained H-matrices are applied in conjunction with the generalized minimal residual method (GMRES) to solve acoustic problems. Numerical examples are carefully set up to compare the accuracy, efficiency as well as memory consumption of the CBEM, ACABEM, fast multipole boundary element method (FMBEM) and ME-H-BEM. The results of a pulsating sphere indicate that the ME-H-BEM keeps both storage and operation logarithmic-linear complexity of the H-matrices format as the ACABEM does. Moreover, the ME-H-BEM can achieve better convergence and higher accuracy than the ACABEM. For the analyzed complicated large-scale model, the ME-H-BEM with appropriate number of expansion terms has an advantage in terms of efficiency as compared with the ACABEM. Compared with the FMBEM, the ME-H-BEM is easier to be implemented.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document