Condições de contorno artificiais para resolução numérica da equação da onda acústica em domínios ilimitados

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Araujo, Paula Neves de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Absorption layers; Acoustic wave equation; Boundary conditions; Camadas de absorção; Condições de contorno; Domínios ilimitados; Equação da onda acústica; Métodos numéricos; Numerical methods; Unbounded domains
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/45/45132/tde-04032020-140901/

Neste trabalho apresentamos um estudo sobre condições de contorno utilizadas na resolução numérica da equação da onda acústica, com o objetivo de simular a propagação de ondas em meios ilimitados. Com este propósito, exploramos os aspectos teóricos dessa equação e também resultados relacionados ao processo de discretização e propriedades dos operadores obtidos, tais como estabilidade, consistência e convergência, e estudamos condições de contorno propostas por autores diversos: as camadas de amortecimento desenvolvidas por Cerjan e Sochacki; as condições de absorção sugeridas por Clayton, Engquist, Majda e Higdon; a condição de absorção híbrida (HABC) e a Perfectly Matched Layer (PML). A fim de comparar o desempenho dos métodos sugeridos, apresentamos testes com aplicação dos mesmos à resolução da equação da onda acústica em uma e duas dimensões espaciais e estudamos aspectos que podem afetar o desempenho dessas ferramentas. Ao fim do trabalho, trazemos ainda observações sobre a equação da onda elástica, sua dedução mediante hipóteses previamente estabelecidas e extensão das condições de contorno abordadas para esse tipo de equação.