کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
10349473 863612 2014 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Accurate finite element modeling of acoustic waves
ترجمه فارسی عنوان
مدل سازی عناصر محدود از امواج صوتی
کلمات کلیدی
امواج صوتی، پراکندگی عددی، یکپارچه سازی زمان دقیق، عناصر محدود
ترجمه چکیده
در مقاله ما یک روش عددی دقیق برای مدل سازی امواج صوتی تحت یک بار ناگهانی اعمال شده پیشنهاد می کنیم. ما عناصر خطی استاندارد و عناصر خطی را با پراکندگی کاهش یافته برای فریبندگی فضا و همچنین روش صریح مرکزی برای ادغام زمان در نظر می گیریم. مطالعه تحلیلی پراکندگی عددی نشان می دهد که دقیق ترین نتایج را می توان با افزایش زمان نزدیک به حد ثبات بدست آورد. با این حال، حتی در این مورد و استفاده از عناصر خطی با پراکندگی کاهش یافته، پالایش مش، منجر به نتایج عددی واگرا برای امواج صوتی تحت بار ناگهانی اعمال می شود. این توسط نوسانات فازی با فرکانس بالا توضیح داده شده است. برای اندازه گیری و سرکوب نوسانات جعلی ما یک روش دو مرحلهای ادغام زمان را که شامل مرحله محاسبات پایه و مرحله فیلترینگ است، اصلاح کرده ایم. این روش اجازه می دهد تا نتایج همگرا دقیق در پالایش مش و همچنین به طور قابل توجهی موجب کاهش ناهمسانگردی عددی راه حل ها شود. ما باید ذکر کنیم که رویکرد پیشنهاد شده بسیار عمومی است و می تواند به همان اندازه برای هر بارگیری و همچنین برای هر تکنیک اختیار فضا و هر روش صریح یا ضمنی از زمان ادغام استفاده شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه شیمی شیمی تئوریک و عملی
پیش نمایش مقاله
مدل سازی عناصر محدود از امواج صوتی
چکیده انگلیسی
In the paper we suggest an accurate finite element approach for the modeling of acoustic waves under a suddenly applied load. We consider the standard linear elements and the linear elements with reduced dispersion for the space discretization as well as the explicit central-difference method for time integration. The analytical study of the numerical dispersion shows that the most accurate results can be obtained with the time increments close to the stability limit. However, even in this case and the use of the linear elements with reduced dispersion, mesh refinement leads to divergent numerical results for acoustic waves under a suddenly applied load. This is explained by large spurious high-frequency oscillations. For the quantification and the suppression of spurious oscillations, we have modified and applied a two-stage time-integration technique that includes the stage of basic computations and the filtering stage. This technique allows accurate convergent results at mesh refinement as well as significantly reduces the numerical anisotropy of solutions. We should mention that the approach suggested is very general and can be equally applied to any loading as well as for any space-discretization technique and any explicit or implicit time-integration method.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computer Physics Communications - Volume 185, Issue 7, July 2014, Pages 2034-2045
نویسندگان
, ,