本论文描述了旨在提高边界元素方法(BEM)的效率的研究活动,专门关注在声学和电磁模拟领域内的数学和算法挑战。BEM方法中的贡献机会很多,因为该方法在某些特定的应用方案中提出的挑战。BEM中的进步可能包括函数离散化,数值和分析集成或预处理技术。当前,最广泛的扩展技术涉及离散化方法,可以将其描述为低阶,因为它们采用了低阶,通常是一两个表示功能。尽管如此,分析表明,高阶方法在许多情况下提供了更好的计算效率。本论文在这一研究领域中深入研究了各种技术。这项研究扩展到医学成像的领域,特别是在磁共振成像(MRI)中提高(LARMOR)频率共振的高阶挑战。所提出的方法产生了令人鼓舞的结果,表明共振分解过程的潜在改善。引入了二维问题的快速直接求解器,利用从任意结构中提取循环问题。通过制定临时策略,进一步扩展了此方法以支持高阶离散功能。同时,不同的方法可能会导致计算和内存强度之间的不同权衡。一个关键的挑战是与BEM中产生的密集矩阵相关的隐含计算复杂性,在BEM中,标准求解器的时间复杂 - 最多为O(n 3),n是未知数的数量。快速求解器允许减轻这种效果,并且所选方法可能是出现的时间复杂性及其内在适应性之间的妥协。这项研究活动引入了一种多内核方法,旨在有效地压缩涉及多个操作员的BEM矩阵。提出的方法有效地降低了记忆成本,而无需增加计算成本。总而言之,这些活动促进了数值的演变,从工程应用到医学科学的成像技术。
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