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使用 DMK 框架中新型核分裂对斯托克斯势函数进行快速求和

数值分析 2025-09-29 v1 数值分析 流体动力学

摘要

经典的 Ewald 方法用于库仑和斯托克斯相互作用依赖于“核分裂”,使用基于高斯的分解将势函数分为近场和远场组件。本文表明,对于标量双调 Green 函数,可以推导出更高效的分裂方法,这种分裂方法使用零阶的伪伸展球面波函数(PSWFs),从而为斯托克斯矢、应力矢和弹性核提供新的高效分裂。由于这些 Green 张量都可以从双调核中派生,这一优势适用于基于核分裂的所有快速求和方法,包括适用于均匀点分布的 FFT-based Ewald 求和方法,以及允许非均匀点分布的 DMK 方法。我们在此处开发的 DMK(双空间多层核分裂)算法快速、自适应且具有线性规模,既适用于自由空间,也适用于周期立方体。我们在二维和三维中进行数值示例以展示其性能。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.21471,
  title  = {Fast summation of Stokes potentials using a new kernel-splitting in the DMK framework},
  author = {Ludvig af Klinteberg and Leslie Greengard and Shidong Jiang and Anna-Karin Tornberg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.21471},
  year   = {2025}
}

备注

33 pages, 15 figures