Computational Acoustics of Noise Propagation in Fluids - Finite and Boundary Element Methods

در میان روش‌های عددی مورد استفاده در آکوستیک، روش اجزای محدود (FEM) معمولاً برای مشکلات داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد در حالی که روش المان مرزی (BEM) برای موارد خارجی کاملاً محبوب است.

به همین دلیل است که این مرجع ارزشمند بررسی کاملی از روش های آکوستیک محاسباتی یعنی FEM و BEM ارائه می دهد. این نشان می دهد که هر دو روش می توانند به طور موثر در موارد تکمیلی مورد استفاده قرار گیرند.

فصل های نویسندگان معروف به طور مساوی متعادل هستند: 10 فصل در مورد FEM و 10 فصل در مورد BEM. یک فصل مفهومی اولیه مشتق از معادله موج را توصیف می‌کند و یک رویکرد واحد به FEM و BEM برای مورد هارمونیک ارائه می‌کند. دسته بندی فصل های باقی مانده و دیدگاه شخصی این مقدمه را کامل می کند. در ادامه، هر دو FEM و BEM در زمینه مشکلات بسیار متفاوت مورد بحث قرار می گیرند.

اول، این شامل مسائل عددی است، به عنوان مثال. همگرایی، راه حل های چند فرکانس و روش های بسیار کارآمد. و ثانیاً، تکنیک‌های راه‌حل برای مشکلات خاصی که با مشکلات خارجی به وجود می‌آیند، به عنوان مثال. بحث در مورد مرزهای جذب برای FEM و درمان مشکل غیر منحصر به فرد بودن برای BEM. در نهایت، هر دو بخش در FEM و در BEM توسط فصل هایی در مورد مشکلات مرتبط تکمیل می شوند، به عنوان مثال. فرمولاسیون برای برهمکنش سیال-ساختار علاوه بر مسائل هارمونیک زمانی، مسائل گذرا نیز در برخی از فصل ها مورد توجه قرار گرفته است. بسیاری از کاربردهای نظری و صنعتی ارائه شده است.

به طور کلی، این کتاب یک بررسی یکپارچه از آخرین هنر در FEM و BEM برای آکوستیک محاسباتی است.

Among numerical methods applied in acoustics, the Finite Element Method (FEM) is normally favored for interior problems whereas the Boundary Element Method (BEM) is quite popular for exterior ones.

That is why this valuable reference provides a complete survey of methods for computational acoustics, namely FEM and BEM. It demonstrates that both methods can be effectively used in the complementary cases.

The chapters by well-known authors are evenly balanced: 10 chapters on FEM and 10 on BEM. An initial conceptual chapter describes the derivation of the wave equation and supplies a unified approach to FEM and BEM for the harmonic case. A categorization of the remaining chapters and a personal outlook complete this introduction. In what follows, both FEM and BEM are discussed in the context of very different problems.

Firstly, this comprises numerical issues, e.g. convergence, multi-frequency solutions and highly efficient methods; and secondly, solutions techniques for the particular difficulties that arise with external problems, e.g. discussion of absorbing boundaries for FEM and treatment of the non-uniqueness problem for BEM. Finally, both parts on FEM and on BEM are completed by chapters on related problems, e.g. formulations for fluid-structure interaction. In addition to time-harmonic problems, transient problems are considered in some chapters. Many theoretical and industrial applications are presented.

Overall, this book is a unified review of the state-of-the-art on FEM and BEM for computational acoustics.