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新的对角形式快速多极边界元法求解声学Helmholtz方程
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:Acta Physica Sinica
  • 时间:0
  • 页码:321-328
  • 分类:O343[理学—固体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室,武汉430074, [2]华中科技大学船舶与海洋工程学院,武汉430074
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:51175195)资助的课题
  • 相关项目:水下流场-圆柱壳耦合系统的振动能量流特性研究
中文摘要:

传统外部声学Helmholtz边界积分方程无法在个人计算机上求解大规模工程问题.为了有效解决这个问题,将快速多极方法引入到边界积分方程中,加速系统矩阵方程组的迭代求解.由于在边界积分方程中引入基本解的对角形式多极扩展,新的快速多极边界元法的计算效率与传统边界元相比显著提高,计算量和存储量减少到O(N)量级(N为问题的自由度数).包括含有420000个自由度的大型潜艇模型数值算例验证了快速多极边界元法的准确性和高效性,清楚表明新算法在求解大规模声学问题中的优势,具有良好的工程应用前景.

英文摘要:

The conventional exterior acoustic Helmholtz boundary integral equation is prohibitively expensive for solving large-scale engineering problems.In order to effectively overcome this problem,the fast multipole method is introduced to the BIE,and accelerates the iterative solution for the system matrix equation.Due to using the diagonal form multipole expansions of the fundamental solution in the BIE,the computational efficiency of the new fast multipole boundary element method(FMBEM) is improved significantly compared to the conventional BEM.Both the computational complexity and memory requirement of the FMBEM are drastically reduced to O(N),where N is the number of degrees of freedom(DOFs).Numerical examples including a large submarine model with more than 420000 DOFs demonstrate the accuracy and efficiency of the FMBEM,and clearly show the advantage of the new algorithm for solving the large-scale acoustic problems.The developed FMBEM would be potential for engineering applications.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876