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Spectral Elliptic Solvers in a Finite Cylinder

Communications in Computational Physics 2009年第2期5卷 426-441页

作者： F.Auteri L.Quartapelle Politecnico di Milano Via La Masa 3420156 MilanoItaly

New direct spectral solvers for the 3D Helmholtz equation in a finite cylindrical region are presented.A purely variational(no collocation)formulation of the problem is adopted,based on Fourier series expansion of the angular dependence and Legendre polynomials for the axial dependence.A new Jacobi basis is proposed for the radial direction overcoming the main disadvantages of previously developed bases for the Dirichlet *** Dirichlet boundary conditions are enforced by a discrete lifting and the vector problem is solved by means of a classical uncoupling *** the considered formulation,boundary conditions on the axis of the cylindrical domain are never mentioned,by *** solution algorithms for the scalar equations are based on double diagonalization along the radial and axial *** spectral accuracy of the proposed algorithms is verified by numerical tests.

关键词： Spectral elliptic solvers Dirichlet and Neumann conditions cylindrical coordinates Legendre and Jacobi polynomials uncoupled vector problem

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