圆外区域求解Helmholtz方程

1引言许多科学和工程计算问题都可以归结为无界区域上的偏微分方程边值问题．而求解椭圆方程边值问题的常用技术是有限元方法,可是对于无界区域,在用有限元方法求解时,往往遇到困难．最简单的办法显然是直接略去区域的无界部分求解,但这样做或者导致过低的计算精度,或者要付出很高的计算代价．边界归化,即将求解偏微分方程边值问题转化为边界积分方程,是求解某些无界区域问题的强有力的手段．自70年代以来,有限元和     

双调和方程Schwarz区域分解算法的Fourier分析

Schwarz方法是一类重要的区域分解算法．以Fourier变换作为分析工具,推导了经典Schwarz交替迭代法和加性Schwarz迭代法用于求解双调和方程的误差传播阵及其谱半径的准确表达式,不但从新的角度更简洁地证明了Schwarz交替迭代法和加性Schwarz迭代法的收敛性,还刻画了其收敛速度,以及收敛速度随子区域的重叠程度变化而变化的情况．所得结果不依赖于任何未知常数,不受具体离散方法的影响,同时表明经典Schwarz交替迭代法具有比加性Schwarz方法快1倍的收敛速度．     

结构三角网上抛物方程的有限差分区域分解算法

1引言对于大型科学与工程计算问题,并行计算是必需的．构造高效率的数值并行方法一直是人们关心的问题,并且已有了大量的研究．在三层交替计算方法的研究中出现了许多既具有明显并行性又绝对稳定的差分格式(见[1]-[5])．在只涉及两个时间层的算法研究中,Dawson等人(见[6])首先发展了求解一维热传导方程的区域分解算法,并将其推广到     

二维Helmholtz方程外问题基于自然边界归化的非重叠型区域分解算法

１．引言 设是平面光滑闭曲线,是以为边界的外部区域,考虑二维Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程外Ｎｅｕｍａｎｎ问题并在无穷远处满足Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｄ辐射条件其中 ｉ＝是区域的边界 的外法线方向,即指向由 包围的内部区域． ｋ在许多情况下（例如约化波动方程）是实数,在另一些情况下则是纯虚数,本文仅讨论ｋ为纯虚数的情况,且不失一般性,可设Ｉｍ（ｋ）＞０． 用某些数值方法求解线性抛物型方程或线性双曲型方程的初边值问题时,可能间接地导致求解Ｈｅｌｍｈｏｌｔ。方程的外问题［１０,１１;１２;１３］．例如,用自然边界无法求…     

抛物型方程的一种高精度区域分解有限差分算法

1引言 近年来,区域分解算法以可以将大型问题分解为一系列小型问题以减少计算规模及算法可高度并行实现等特点受到了人们的广泛关注.前人也做了很多很好的工作:参考文献[1]中C.N.Dawson等人提出了显一隐格式的区域分解算法,在时间层不分层的内边界点采用大步长向前-中心差分显格式及在内点采用古典隐格式,取得的精度为O(△t+h2+H3).参考文献[2]中给出了[1]中区域分解算法对于内边界点为等距分布的多子区域时的新的误差估计,使含H3误差项的系数比[1]中缩小了一倍.还将采用大步长日的saul'yev的非对称差分格式应用于内边界点,并给出了两个子区域和多个子区域情形下差分解的先验误差估计.     

波动方程外区域问题基于自然边界归化的区域分解算法(英文)

本文以二维波动方程为例 ,研究基于自然边界归化的一种区域分解算法 .首先将控制方程对时间进行离散化 ,得到关于时间步长离散化格式 ,对每一时间步长求解一椭圆型外问题 ;然后引入两条人工边界 ,提出了 Schwarz交替算法 ,给出了算法的收敛性 ,并对圆外区域研究了压缩因子     

求解二维半线性抛物方程的校正型显隐区域分解算法

本文研究了利用分布式并行计算系统求解二维半线性抛物方程的内边界校正型显隐区域分解（CEIDD）算法．在实际问题中通常利用简洁的直线内边界（sI）将空间区域分解成若干个相互不重叠的条状或块状子区域．利用Leray-Schauder不动点定理和离散能量方法证明了基于不交叉直线内边界的CEIDD—SI算法的唯一可解性,无条件稳定性和收敛性,并得到了一个改进的误差估计．当直线内边界在区域内部相互交叉时,这种在内边界上追加了隐式校正步的算法需要在每一个时间层进行全局通信,从而使算法的并行可扩展性大为降低．为克服这一缺点,设计了一种由直线和锯齿形接点组合而成的复合内边界（CI）．分析表明,基于复合内边界的CEIDD—CI算法无条件稳定、通信效率高、可以直接利用现有的串行算法计算子区域的隐式解,是一类可扩展的并行算法．为验证算法的稳定性和收敛性,文中给出了两个具体算例．     

一类无结构三角网上抛物方程的有限差分区域分解算法

本文讨论了一类在无结构三角网上数值求解二维热传导方程的有限差分区域分解算法．在这个算法中,将通过引进两类不同类型的内界点,将求解区域分裂成若干子区域．一旦内界点处的值被计算出来,其余子区域上的计算可完全并行．本文得到了稳定性条件和最大模误差估计,它表明我们的格式有令人满意的稳定性和较高的收敛阶．     

一种新的局部时间积分的区域分解波形松弛算法

提出一种新的区域分解波形松弛算法, 使得可以在不同的子域采用不同的时间步长来并行求解线性抛物方程的初边值问题. 与传统的区域分解波形松弛算法相比, 该算法可以通过预条件子来加快收敛速度, 并且对内存的需求大大降低. 给出了局部时间步长一种具体的实现方法, 证明了离散解的存在唯一性, 并在时间连续水平分析了预条件系统. 数值实验显示了新算法的有效性.     

热传导方程的一类新型重叠型并行区域分解有限差分算法

0引言随着大规模科学工程计算的发展和计算精度要求的提高,区域分解和并行计算的发展越来越受到人们的重视.区域分解方法把复杂或大型的问题分解成若干重叠或非重叠子区域上的子问题,再在子区域上利用各种算法求解子问题.借助于区域分解,各子区域之间的计算可以并行,这引起了人们的研究兴趣和极大的应用前景.重叠型区域分解法的原始思想来源于Schwarz交替法.近年来建立在Schwarz交替法基础上的区域分解法在理论分析和实际应用中取得令人注目的发展,已成为一种有效的迭代方法.经典的Schwarz交替法本质上是串行的.随着并行计算的发展,出现了多种可完全并行化的Schwarz算法     

Burgers方程的区域分裂并行格式

1引言 Burgers方程可作为N-S方程的简单形式,这是因为它不仅具有N-S方程的一些特性,而且数值求解方法也相近,因此,对Burgers方程的数值方法的研究具有一定的实际意义.为了在并行计算机上求解Burgers方程,已有不少文章提出了并行差分格式,如组显式方法([1]-[4])、交替分段隐格式[5],这些格式均可归结为交替型的并行格式.     

THE NUMERICAL SOLUTION OF FIRST KIND INTEGRAL EQUATION FOR THE HELMHOLTZ EQUATION ON SMOOTH OPEN ARCS

1. IntroductiouThe mathewtical tratod of the scattering Of theharmonic acoustic or electromagnoticwaves by an Mtely lOng sethecylindrical obstacle with a 8mooth opeu coDtour crewSeCtboF C Rs Ieads to unbounded boundare wtue problems for the Helmhltz equabo I3lwith wave nUmer h > 0.In the singtelayer Woach one Seeks the solutbo in the formwhere d8. is the element of arc length, and the fundamental solUbo to the Helmholtz equatfonis giveu byin terms Of the Hds fUnction H6') of order zero…     

A NON-OVERLAPPING DOMAIN DECOMPOSITION ALGORITHM BASED ON THE NATURAL BOUNDARY REDUCTION FOR WAVE EQUATIONS IN AN UNBOUNDED DOMAIN

In this paper, a new domain decomposition method based on the natural boundary reduction, which solves wave problems over an unbounded domain, is suggestted. An circular artificial boundary is introduced. The original unbounded domain is divided into two subdomains, an internal bounded region and external unbounded region outside the artificial boundary. A Dirichlet-Neumann(D-N) alternating iteration algorithm is constructed. We prove that the algorithm is equavilent to preconditional Richardson iteration method. Numerical studies are performed by finite element method. The numerical results show that the convergence rate of the discrete D-N iteration is independent of the finite element mesh size.     

THE CHEBYSHEV PSEUDOSPECTRAL DOMAIN DECOMPO SITION METHOD FOR SOLVING TWO-DIMENSIONAL ELLIPTIC EQUATION

This paper ix devoted to establishment of the Chebyshev pseudospectral domain de-composition scheme for solving two-dimensional elliptic equation. By the generalized equivalent variatiunal form, we can get the stability and convergence of this new scheme.