Regular ArticleSparse Boundary Conditions on Artificial Boundaries for Three-Dimensional Potential Problems

Consideramos a equação de Laplace em três dimensões onde o domínio é restrito a uma região finita com a introdução de um limite artificialBon que uma condição de limite é imposta. O método da diferença finita é utilizado para comparar a solução nos nós no interior e na superfícieB para quatro condições de limite diferentes, das quais duas são locais e duas não locais. A condição de limite padrão não-local (DtN) é derivada da solução do problema Dirichlet exterior, e uma versão discretizada (DDtN) é derivada que se aplica aos nós emB. No entanto, os coeficientes associados aos nós onB no sistema de equações lineares para a solução não são esparsos. Esta falta de esparsidade é aguda para problemas tridimensionais, devido ao grande número de equações. A condição de limite DDtN é aproximada para obter uma condição de limite não local esparsa, onde os coeficientes associados aos nós onB são relativamente esparsos. Nós mostramos que a solução DDtN é muito precisa. Além disso, apresentamos resultados que indicam que a diferença entre a solução DDtN e a solução para cada uma das outras três condições de contorno tem o comportamento correto quando o limite artificial é aumentado.