Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Delta-matrix factorization for fast propagation through solid layers in a fluid-solid medium.

Delta-matrix factorization for fast propagation through solid layers in a fluid-solid medium. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Ivansson Sven
Ort: Stockholm
Sidor: 21
Utgivningsår: 1992
Publiceringsdatum: 1992-07-23
Rapportnummer: (FOA C 20881-2.2)
Nyckelord fluid-solid-medium, propagator-teknik, delta-matris
Sammanfattning Propagator-metodik för beräkning av vågutbredning i lagrade fluid-solid media är val etablerad inom undervattens-akustiken och seismologin. Delta-matriser för solidlager erbjuder ett bekvämt sätt att beräkna randvärden vid ett fluid-solid interface, med noggrannhets-kontroll. En viss vektor propageras genom en följd av multiplikationer med delta-matriser. Vi visar att beräkningar av detta slag kan göras mer effektivt om varje delta-matris delas upp som en produkt av glesa matriser vilka appliceras i följd. Vi föreslår två slags delta matris faktoriseringar. I samband med dispersionsberäkningarna visar sig vår första faktorisering ge en metod som är mycket besläktad med den kraftfulla " snabba versionen " av Knopoff´s metod. Vår algoritm är dock något mer effektiv. Dessutom ger härledningen insikt i delta-matris-propagatorns struktur och andra tillämpningar, som propagation i samband med vågtals-integration för punktkälle-studier, kan omedelbart bahandlas. Vår andra delta-matris faktorisering ger en metod som är betydligt snabbare än den " snabba version " av Knopoff´s metod. Mycket få aritmetiska operationer behövs. Denna faktorisering ger också en god utgångspunkt för numerisk analys av delta-matris propagation. Det blir uppenbart hur man skall applicera skalning för att undvika "over-flow" för godtyckligt tjocka homogena lager utan att behöva dela dem. I samband med multi-frekvens-beräkningar erhålls klara fördelar.
Abstract Propagator techniques for computation of wave propagation in layered fluid-solid media are well established in underwater acoustics and seismology. Delta matrices for solid layers provide a convenient way of computing the boundary values at a fluid-solid interface, with loss-of-precision control. A certain vector is propagated through a sequence of multiplications with delta matrices. We show that computations of this kind can be performed more iefficiently if each delta matrix is decomposed as a product of sparse matrices which are applied in sequence. We propose two kinds of delta-matrix factorizations. In a connection with dispersion computations, our first factorization turns out to give a method that is very much related to the powerful "fast-form" of Knopoff´s method. Our algorithm is slightly more efficient, however. Furthermore, the derivation gives insight into the structure into the delta-matrix propagator and other applications, such as propagation in connection with wavenumber integration for point-source studies, become immediate. Our second delta-matrix factorization gives a method that is significantly faster than the "fast form" of Knopoff´s method. Very few arithmetic operations are needed. This factorization also provides a good basis for analyzing the numerical performance scaling so as to avoid overflow for arbitrarily thick homogeneous layers without layer splitting. In connection with multi-frequency computations distinct advantages are obtained.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182