Article régulierConditions limites éparses sur les frontières artificielles pour les problèmes potentiels tridimensionnels

Nous considérons l’équation de Laplace en trois dimensions où le domaine est restreint à une région finie avec l’introduction d’une frontière artificielleBsur laquelle une condition limite est imposée. La méthode des différences finies est employée pour comparer la solution aux nœuds à l’intérieur et sur la surfaceBpour quatre conditions limites différentes dont deux sont locales et deux sont non locales. La condition limite non locale standard (DtN) est dérivée de la solution du problème de Dirichlet extérieur, et une version discrétisée (DDtN) est dérivée qui s’applique aux nœuds surB. Cependant, les coefficients associés aux nœuds surB dans le système d’équations linéaires pour la solution ne sont pas rares. Ce manque de rareté est aigu pour les problèmes tridimensionnels en raison du grand nombre d’équations. La condition limite DDtN est approximée pour obtenir une condition limite non locale éparse, où les coefficients associés aux nœuds surB sont relativement épars. Nous montrons que la solution DDtN est très précise. En outre, nous présentons des résultats qui indiquent que la différence entre la solution DDtN et la solution pour chacune des trois autres conditions aux limites a le comportement correct lorsque la limite artificielle est agrandie.