Vše

Co hledáte?

Vše
Projekty
Výsledky výzkumu
Subjekty

Rychlé hledání

  • Projekty podpořené TA ČR
  • Významné projekty
  • Projekty s nejvyšší státní podporou
  • Aktuálně běžící projekty

Chytré vyhledávání

  • Takto najdu konkrétní +slovo
  • Takto z výsledků -slovo zcela vynechám
  • “Takto můžu najít celou frázi”

An Optimal Preconditioned FFT-accelerated Finite Element Solver for Homogenization

Identifikátory výsledku

  • Kód výsledku v IS VaVaI

    <a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F68407700%3A21110%2F23%3A00362316" target="_blank" >RIV/68407700:21110/23:00362316 - isvavai.cz</a>

  • Výsledek na webu

    <a href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2023.127835" target="_blank" >https://doi.org/10.1016/j.amc.2023.127835</a>

  • DOI - Digital Object Identifier

    <a href="http://dx.doi.org/10.1016/j.amc.2023.127835" target="_blank" >10.1016/j.amc.2023.127835</a>

Alternativní jazyky

  • Jazyk výsledku

    angličtina

  • Název v původním jazyce

    An Optimal Preconditioned FFT-accelerated Finite Element Solver for Homogenization

  • Popis výsledku v původním jazyce

    We generalize and provide a linear algebra-based perspective on a finite element (FE) homogenization scheme, pioneered by Schneider et al.[1] and Leuschner and Fritzen [2]. The efficiency of the scheme is based on a preconditioned, well-scaled reformulation allowing for the use of the conjugate gradient or similar iterative solvers. The geometrically-optimal preconditioner---a discretized Green’s function of a periodic homogeneous reference problem---has a block-diagonal structure in the Fourier space which permits its efficient inversion using fast Fourier transform (FFT) techniques for generic regular meshes. This implies that the scheme scales as $mathcal{O}(n log(n))$, like FFT, rendering it equivalent to spectral solvers in terms of computational efficiency. However, in contrast to classical spectral solvers, the proposed scheme works with FE shape functions with local supports and does not exhibit the Fourier ringing phenomenon. We show that the scheme achieves a number of iterations that are almost independent of spatial discretization. The scheme also scales mildly with phase contrast. We also discuss the equivalence between our displacement-based scheme and the recently proposed strain-based homogenization technique with finite-element projection.

  • Název v anglickém jazyce

    An Optimal Preconditioned FFT-accelerated Finite Element Solver for Homogenization

  • Popis výsledku anglicky

    We generalize and provide a linear algebra-based perspective on a finite element (FE) homogenization scheme, pioneered by Schneider et al.[1] and Leuschner and Fritzen [2]. The efficiency of the scheme is based on a preconditioned, well-scaled reformulation allowing for the use of the conjugate gradient or similar iterative solvers. The geometrically-optimal preconditioner---a discretized Green’s function of a periodic homogeneous reference problem---has a block-diagonal structure in the Fourier space which permits its efficient inversion using fast Fourier transform (FFT) techniques for generic regular meshes. This implies that the scheme scales as $mathcal{O}(n log(n))$, like FFT, rendering it equivalent to spectral solvers in terms of computational efficiency. However, in contrast to classical spectral solvers, the proposed scheme works with FE shape functions with local supports and does not exhibit the Fourier ringing phenomenon. We show that the scheme achieves a number of iterations that are almost independent of spatial discretization. The scheme also scales mildly with phase contrast. We also discuss the equivalence between our displacement-based scheme and the recently proposed strain-based homogenization technique with finite-element projection.

Klasifikace

  • Druh

    J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science

  • CEP obor

  • OECD FORD obor

    10102 - Applied mathematics

Návaznosti výsledku

  • Projekt

    Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.

  • Návaznosti

    P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Ostatní

  • Rok uplatnění

    2023

  • Kód důvěrnosti údajů

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Údaje specifické pro druh výsledku

  • Název periodika

    APPLIED MATHEMATICS AND COMPUTATION

  • ISSN

    0096-3003

  • e-ISSN

    1873-5649

  • Svazek periodika

    2023

  • Číslo periodika v rámci svazku

    6

  • Stát vydavatele periodika

    US - Spojené státy americké

  • Počet stran výsledku

    19

  • Strana od-do

  • Kód UT WoS článku

    000927389700001

  • EID výsledku v databázi Scopus

    2-s2.0-85147094097