有限元时域模拟中阻尼层的自动校准
计算工程、金融与科学
2016-02-01 v1 数值分析
摘要
匹配层常用于波传播数值模拟中以建模（半）无限域。衰减函数描述层中的阻尼，并在感兴趣域与吸收区域之间的界面处提供波阻抗匹配。在衰减函数中选择参数并非易事。本工作提出了一种用于自动校准匹配层的优化流程。该流程基于求解由偏微分方程约束的优化问题，采用多项式和分段常数衰减函数。我们通过实验证明，对于有限元时域模拟，分段常数衰减函数至少与二次衰减函数同样高效。该观察促使我们引入连续匹配层作为完美匹配层的替代方案，其可轻松用于具有任意几何形状的问题。此外，与完美匹配层相比，使用连续匹配层降低了计算成本。给出了声学、弹性动力学和电磁问题的示例。数值模拟使用FEniCS/DOLFIN和dolfin-adjoint库执行，并且用于复现所有数值示例的计算机代码免费提供。
引用
@article{arxiv.1601.07941,
title = {Automatic calibration of damping layers in finite element time domain simulations},
author = {Steven Vandekerckhove and Garth N. Wells and Herbert De Gersem and Koen Van Den Abeele},
journal= {arXiv preprint arXiv:1601.07941},
year = {2016}
}