一维准晶波动方程系数矩阵对称化及其SBP-SAT模拟OA
The 1D Quasicrystal Wave Equation Coefficient Matrix Symmetrization and Its SBP-SAT Simulation
研究波在准晶中的传播对深入理解准晶体的独特物理特性具有重要价值,但其数值模拟面临较大挑战.通过对波动方程系数矩阵进行对称化,可以有效整合不同类别的波动方程并降低波传播模拟的难度.研究推导了一维准晶波动方程的系数矩阵对称形式,并应用迎风格式SBP-SAT差分方法对波动方程进行了离散化,同时通过能量法评估了其稳定性.数值仿真结果表明,所提出的离散框架具有较高的整合度、良好的稳定性及较强的拓展性.此外,该方法能够稳定模拟曲线域中的波传播,降低实现成本,显示了波动方程系数矩阵对称化及其离散框架在波传播模拟中的广泛应用前景.
The study of wave propagation in quasicrystals is of significant value for gaining a deeper under-standing of the unique physical properties of quasicrystals,however,numerical simulations of such wave be-haviors pose considerable challenges.Through symmetrization of the wave equation coefficient matrix,it is pos-sible to effectively integrate different types of wave equations and reduce the complexity of wave propagation simulations.The symmetrized form of the coefficient matrix for the 1D quasicrystal wave equation was derived and the wave equation was discretized with the upwind scheme SBP-SAT finite difference method,and the sta-bility was then assessed with the energy method.Numerical simulations demonstrate that the proposed discreti-zation framework exhibits high integration,good stability,and strong scalability.Furthermore,the method can stably simulate wave propagation in curved domains while reducing the implementation cost,indicating the broad application potential of the symmetrization technique and its discretization framework in wave propaga-tion simulations.
刘泰玉;周月娥;蒋关希曦;张剑伟;孙铖
广西民族大学建筑工程学院,南宁 530006||广西民族大学工程运维智能监测检测工程技术研究中心,南宁 530006广西民族大学建筑工程学院,南宁 530006||广西民族大学工程运维智能监测检测工程技术研究中心,南宁 530006南京工业大学数理科学学院,南京 211816哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,哈尔滨 150080||河北省双介质动力技术重点实验室,河北邯郸 056000||沈阳航空航天大学安全工程学院,沈阳 110000广西民族大学建筑工程学院,南宁 530006||广西民族大学工程运维智能监测检测工程技术研究中心,南宁 530006||哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院,哈尔滨 150080||河北省双介质动力技术重点实验室,河北邯郸 056000
数理科学
准晶波动方程系数矩阵对称式SBP-SAT有限差分方法能量法
quasicrystal wave equationcoefficient matrix symmetrizationSBP-SATfinite difference methodenergy method
《应用数学和力学》 2026 (3)
367-380,14
国家自然科学基金青年科学基金(12002182)广西高校中青年教师科研基础能力提升项目(2022KY0155)广西民族大学科研基金资助项目(2021KJQD24)
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