ON THE NUMERICAL SOLUTION OF THE THREE-DIMENSIONAL NEUMANN PROBLEM FOR THE HELMHOLTZ EQUATION BY THE POTENTIAL METHOD

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The three-dimensional exterior Neumann problem for the Helmholtz equation is considered. Using the potential method, it is reduced to a boundary weakly singular Fredholm integral equation of the second kind, which is solved numerically. The accuracy is increased and the computational complexity of the numerical solution algorithm is reduced by averaging the kernel of the integral operator and localizing its singular part during discretization using simple analytical expressions. Examples of using this approach in the numerical solution of the original problem are given.

About the authors

A. A. Kashirin

Computer Center of Far Eastern Branch of the RAS

Email: elomer@mail.ru
Khabarovsk, Russia

S. I. Smagin

Computer Center of Far Eastern Branch of the RAS

Email: smagin@cefebras.ru
Academician of the RAS

References

  1. Смагин С.И. О численном решении интегрального уравнения I рода со слабой особенностью в ядре на замкнутой поверхности // Докл. РАН. Матем., информ., проц. упр. 2022. Т. 505. №1. С. 14–18. https://doi.org/10.31857/S2686954322040178
  2. Greengard L., O’Neil M., Rachh M., Vico F. Fast multipole methods for the evaluation of layer potentials with locally-corrected quadratures // Journal of Computational Physics: X. 2021. V. 10. 100092. https://doi.org/10.1016/j.jcpx.2021.100092
  3. Izzo F., Runborg O., Tsai R. Corrected trapezoidal rules for singular implicit boundary integrals // Journal of Computational Physics. 2022. V. 461. 111193. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2022.111193
  4. Beale J.T., Storm M., Tlupova S. The adjoint double layer potential on smooth surfaces in ℝ³ and the Neumann problem // Advances in Computational Mathematics. 2024. V. 50. 29. https://doi.org/10.1007/s10444-024-10111-0
  5. Козmon Д., Кресс Р. Методы интегральных уравнений в теории рассеяния: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. 311 с.
  6. Каширин А.А., Смагин С.И. О численном решении задач Дирихле для уравнения Гельмгольца методом потенциалов // Ж. вычислителем. и матем. физ. 2012. Т. 52. № 8. С. 1492–1505.
  7. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Издательство Московского университета, 1999. 798 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Note

In the print version, the article was published under the DOI: 10.31857/S2686954325030087


Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).