A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä
A fast Fourier transform based direct solver for the Helmholtz problem (2020)

Toivanen, J., & Wolfmayr, M. (2020). A fast Fourier transform based direct solver for the Helmholtz problem. Numerical Linear Algebra with Applications, 27(3), Article e2283. https://doi.org/10.1002/nla.2283

JYU-tekijät tai -toimittajat

Julkaisun tiedot

Julkaisun kaikki tekijät tai toimittajat: Toivanen, Jari; Wolfmayr, Monika

Lehti tai sarja: Numerical Linear Algebra with Applications

ISSN: 1070-5325

eISSN: 1099-1506

Julkaisuvuosi: 2020

Volyymi: 27

Lehden numero: 3

Artikkelinumero: e2283

Kustantaja: John Wiley & Sons

Julkaisumaa: Britannia

Julkaisun kieli: englanti

DOI: https://doi.org/10.1002/nla.2283

Julkaisun avoin saatavuus: Ei avoin

Julkaisukanavan avoin saatavuus: 

Julkaisu on rinnakkaistallennettu (JYX): https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/67645

Julkaisu on rinnakkaistallennettu: https://arxiv.org/abs/1809.03808

Tiivistelmä

This article is devoted to the efficient numerical solution of the Helmholtz equation in a two‐ or three‐dimensional (2D or 3D) rectangular domain with an absorbing boundary condition (ABC). The Helmholtz problem is discretized by standard bilinear and trilinear finite elements on an orthogonal mesh yielding a separable system of linear equations. The main key to high performance is to employ the fast Fourier transform (FFT) within a fast direct solver to solve the large separable systems. The computational complexity of the proposed FFT‐based direct solver is O(N log N) operations. Numerical results for both 2D and 3D problems are presented confirming the efficiency of the method discussed.

YSO-asiasanat: numeerinen analyysi; numeeriset menetelmät; osittaisdifferentiaaliyhtälöt; Fourier'n sarjat

Vapaat asiasanat: absorbing boundary conditions; fast direct solver; finite‐element discretization; Fourier transform; Helmholtz equation

Liittyvät organisaatiot

Hankkeet, joissa julkaisu on tehty

OKM-raportointi: Kyllä

Raportointivuosi: 2020

JUFO-taso: 1