"पूरी तरह से आयताकार नहीं" ग्रिड पर मल्टीग्रिड


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मल्टीग्रिड परिचय आमतौर पर एक आयताकार ग्रिड का उपयोग करते हैं। मूल्यों का प्रक्षेप तब सीधे आगे होता है: बस उस किनारे पर ठीक ग्रिड नोड के मूल्य का पता लगाने के लिए मोटे ग्रिड के दो आसन्न नोड्स के बीच किनारे पर रैखिक रूप से प्रक्षेपित करें।

FEM एप्लिकेशन के लिए मेरे पास एक ग्रिड है जो "टोपोलॉजिकली" आयताकार है ताकि नोड कनेक्शन एक आयताकार ग्रिड पर हो। हालांकि, नोड्स एक ग्रिड पर पूरी तरह से संरेखित नहीं हैं, लेकिन ज्यामिति को बेहतर ढंग से फिट करने के लिए छोटी दूरी की यात्रा कर सकते हैं, जबकि अभी भी एक परिपूर्ण आयताकार ग्रिड के रूप में कनेक्शन को मेनटेन कर रहे हैं।

मेष ऐसा कुछ दिखता है: मेष उदाहरण । आप देखते हैं: कनेक्शन "नियमित आयताकार" हैं, लेकिन नोड स्थिति नहीं हैं।

मैं कई "उचित" ज्यामितीय प्रक्षेप योजनाओं को स्थापित कर सकता हूं जो इस तरह की एक सेटिंग है।

सामान्य प्रश्न यह है: क्या मल्टीग्रिड को पूरी तरह से संरेखित आयताकार ग्रिड की आवश्यकता होती है, या क्या यह ऊपर वर्णित स्थिति के साथ भी काम करेगा, जब तक कि प्रक्षेप "अच्छा" नहीं है? या क्या उस मामले में बीजगणितीय मल्टीग्रिड का उपयोग करना बेहतर है? (जो मैं पसंद नहीं करता क्योंकि यह ज्यामितीय मल्टीग्रिड के रूप में सहज नहीं है।)


मुझे यकीन नहीं है कि मुझे समझ में आया कि ग्रिड के आयताकार रूप से आयताकार होने का क्या मतलब है, लेकिन जहां नोड्स को एक आयताकार ग्रिड के रूप में संरेखित नहीं किया गया है। क्या ग्रिड एक संरचित आयताकार ग्रिड है? क्या आप कृपया इसे स्पष्ट कर सकते हैं, शायद ड्राइंग के साथ? क्या समस्या यह है कि आप आयताकार तत्वों का उपयोग कर रहे हैं जो एक संरचित कार्टेशियन ग्रिड का उपयोग करते समय नहीं होता है?
जेम्स

@ जेम्स, मैंने ओपी के प्रश्न की व्याख्या इस तरह की है: "अगर मेरे पास एक ट्रेपेज़ॉइड के अंदर 'कार्टेशियन-ईश' ग्रिड है तो क्या होगा?"।
बिल बर्थ

जवाबों:


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मल्टीग्रिड को एक कारटेशियन (आयताकार), वर्दी ग्रिड की आवश्यकता नहीं है। इसकी क्या जरूरत है कि आप एक ठीक और मोटे स्तर को परिभाषित कर सकते हैं (संभवतः पुनरावर्ती रूप से, यदि आप दो-स्तर से बहु-स्तरीय योजना में जाना चाहते हैं), और यह कि आप इन स्तरों के बीच प्रक्षेप ऑपरेटरों को परिभाषित कर सकते हैं। यह समझाने का सबसे आसान तरीका है यदि आपके पास वास्तव में कार्टेशियन ग्रिड है, लेकिन आप वास्तव में किसी भी मोटे जाल से शुरू कर सकते हैं, इसे एक बार परिष्कृत कर सकते हैं, और बस इस तरह: आपके पास एक महीन जाल है।

दूसरे शब्दों में, मल्टीग्रिड-उपयुक्त मेषों के बारे में सोचना आसान है, न कि एक महीन जाली के रूप में और कैसे मोटे को खोजने के लिए, लेकिन एक मोटे जाल के साथ शुरू करने के लिए जहां से आप समान शोधन द्वारा महीन स्तर प्राप्त करते हैं (अर्थात, हर चतुर्भुज) चार छोटे लोगों में विभाजित)। चूँकि समान शोधन हमेशा संभव है, यह आसानी से आपको एक पदानुक्रम देता है। यह मोटे करने के लिए विरोध किया जाता है, जो हमेशा संभव नहीं होता है यदि आपको सिर्फ एक विशेष जाल दिया जाता है, और इसलिए एक जाल पदानुक्रम को परिभाषित करना अधिक जटिल होता है। (यही कारण है कि लोग अंतर्निहित मेष से बिना सोचे समझे, केवल मैट्रिक्स के आधार पर मोटे स्तरों को परिभाषित करने के लिए बीजगणितीय मल्टीग्रिड तरीकों के साथ आए हैं , जहां से इसे बनाया गया था।)


मैंने प्रश्न में एक छवि उदाहरण संपादित किया। मुझे लगता है कि मोटे तौर पर / मैट्रिक्स प्राप्त करने के लिए उस ग्रिड के लिए केवल हर 2 नोड (प्रति आयाम) लेने और FEM को पुनः प्राप्त करने से मेरे मामले में coarsening बेहद आसान है। मोटे डेटा वेक्टर को केवल हर 2 नोड मान द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।
माइकल

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आप चाहें तो काम कर सकते हैं या नहीं भी कर सकते हैं (मुझे लगता है कि यह शायद होगा, लेकिन पूरी तरह से निश्चित नहीं हूं)। बात यह है कि आपके उदाहरण में, मोटे मेष कोशिकाएं बच्चों के समान क्षेत्र को कवर नहीं करती हैं, और इसलिए परिमित तत्व रिक्त स्थान की कोई नेस्टिंग संपत्ति नहीं होती है: मोटे जाल पर आप जिन कार्यों का प्रतिनिधित्व कर सकते हैं, वे उपसमूह नहीं हैं फ़ंक्शंस आप ठीक जाल पर प्रतिनिधित्व कर सकते हैं। जो पसियाक और जिम ब्रंबल ने ऐसे मामलों पर पत्र लिखे हैं, और मुझे लगता है कि मुझे याद है कि उन्हें काम करने के लिए बनाया जा सकता है। लेकिन यह मेरे लिए तुरंत स्पष्ट नहीं है।
वोल्फगैंग बैंगर्थ

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कहते हैं कि आपके पास आयताकार तत्वों से बना निम्न ग्रिड है:

यहां छवि विवरण दर्ज करें

अब यदि आप एक सामान्य संरचित आयताकार ग्रिड मानकर अपना प्रक्षेप करते हैं, तो आप इस त्रुटिपूर्ण प्रक्षेप से जुड़ी त्रुटियों का परिचय देंगे। दूसरे शब्दों में जब आप अपने अवशिष्ट वेक्टर को प्रतिबंधित करते हैं और जब आप अपनी त्रुटि वेक्टर को लम्बा खींचते हैं तो प्रक्षेप से त्रुटियां होंगी।

अब यदि आपका ग्रिड एक सामान्य संरचित कार्टेशियन ग्रिड होने के लिए "करीब" है तो यह कम से कम पहली बार काम कर सकता है, लेकिन मुझे संदेह है कि दो चीजों में से एक यह होगा कि आप आयताकार होने से कितनी दूर ग्रिड पर निर्भर करते हैं:

1) आप पा सकते हैं कि मल्टीग्रिड पहले शुरू में अभिसरण करता है। सब के बाद शुरू में आपकी त्रुटि बड़े रास्ते है और आपके "अनुमानित" प्रक्षेप का वास्तव में अर्थ है कि कुछ नोड्स का प्रतिनिधित्व थोड़ा अधिक होता है जबकि कुछ का थोड़ा सा प्रतिनिधित्व किया जाता है। हालाँकि आपको लग सकता है कि समाधान के रूप में अभिसरण स्थिर हो गया है और प्रक्षेप त्रुटियाँ अधिक महत्वपूर्ण हो जाती हैं।

2) एक और संभावना यह है कि मल्टीग्रिड कंवर्ट करना समाप्त कर देता है, लेकिन उतनी तेजी से नहीं, जितना कि यदि आपने सही प्रक्षेप का उपयोग किया है।

मूल रूप से अपने प्रक्षेप के साथ बंद होने से आप कुछ नोड्स के महत्व को गलत तरीके से माप रहे हैं। उदाहरण के लिए 2 डी में यदि आप किसी दिए गए नोड को निम्न प्रकार से वेट कर रहे हैं:

[0.250.50.250.51.00.50.250.50.25]

जब आपका ग्रिड सही नहीं है तो यह सच होना चाहिए:

[0.250.550.250.551.00.490.280.520.30]

तो यह कुछ त्रुटि का परिणाम देगा। क्या यह त्रुटि संवहन को रोकती है, इस बात पर निर्भर करेगा कि आपका ग्रिड कार्टेशियन होने से कितना दूर है।

जबकि एएमजी को समझना / लागू करना अधिक कठिन है, ऐसा लगता है कि यह आपके ग्रिड के लिए सही तरीका है। एक "अनुमानित" आयताकार ग्रिड के लिए ज्यामितीय मल्टीग्रिड को लागू करने से काम हो सकता है, लेकिन मुझे लगता है कि यह सबसे अच्छा एक बैंड-सहायता समाधान है। उम्मीद है की यह मदद करेगा।

अद्यतन : मुझे लगता है कि मेरे उत्तर में कुछ भ्रम हो सकता है। मैं यह नहीं कह रहा हूं कि ज्यामितीय मल्टीग्रिड केवल कार्टेशियन मेषों के साथ काम करेगा, बल्कि यह कि कार्टेशियन मेषों पर प्रक्षेप (और इसलिए प्रतिबंध) को परिभाषित करना आसान है जबकि गैर-संरचित मेषों पर यह मुश्किल हो सकता है। उदाहरण के लिए त्रिकोणीय जाल के साथ एक साधारण 2 डी डोमेन के मामले पर भी विचार करें। इस जाल को परिष्कृत करना आसान है - कम से कम वैचारिक रूप से - लेकिन आप मोटे और महीन जाल के बीच एक प्रक्षेप ऑपरेटर को कैसे परिभाषित करेंगे? मैं एएमजी को केवल इसलिए पसंद करता हूं क्योंकि यह एक "ब्लैक बॉक्स" सॉल्वर की तरह अधिक प्रदर्शन करता है, अर्थात अंडरिंग मेष पर जानकारी की आवश्यकता नहीं है, हालांकि यह सिर्फ मेरा व्यक्ति पूर्वाग्रह / क्विक है। जियोमेट्रिक मल्टीग्रिड तब तक काम कर सकता है जब तक आप सटीक प्रक्षेप ऑपरेटर प्रदान कर सकते हैं।


मैं इसे पढ़ सकता हूं "यह निर्भर करता है कि आपका प्रक्षेप कितना अच्छा है", सही? तो अगर मैं एक "सही" प्रक्षेप योजना के साथ आ सकता हूं, तो मुझे ठीक होना चाहिए?
माइकल

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मुझे लगता है कि यह उत्तर सही है लेकिन भ्रामक है - यह कहता है कि यदि आप अपने ग्रिड का दिखावा करते हैं तो नियमित कार्टेशियन है जब यह नहीं है, तो आपको गलत उत्तर मिलेगा। यह सच है, लेकिन आप किसी भी संख्यात्मक विधि के बारे में एक ही बात कह सकते हैं। मुद्दा यह है कि सही ढंग से लागू किए जाने पर अधिक सामान्य मेषों पर ज्यामितीय मल्टीग्रिड सटीक होता है
डेविड केचेसन

मैं इस बात से सहमत हूं कि जियोमेट्रिक मल्टीग्रिड का उपयोग गैर-कारटेशियन मेश के साथ किया जा सकता है जब तक कि सही ढंग से किया जाता है। मैंने ओपी से केवल यह सवाल पूछा कि क्या एक "लगभग" कार्टेशियन मेष का उपयोग करते हुए, एक वास्तविक कार्टेशियन जाल के लिए डिज़ाइन किए गए प्रक्षेप का उपयोग करते हुए, काम करेगा।
जेम्स

@ मिचेल मूल रूप से आपको विभिन्न ग्रिड स्तरों के बीच प्रक्षेप ऑपरेटरों को परिभाषित करने के कुछ तरीके की आवश्यकता होती है। कार्टेसियन मेष के साथ यह आसान है। गैर-कार्टेशियन मेषों के साथ यह इस बात पर निर्भर करता है कि आपकी जालियां कितनी असंरचित हैं, इस पर निर्भर करना जल्दी कठिन हो सकता है। जैसा कि वोल्फगैंग अपने जवाब में कहता है कि आप हमेशा एक मोटे से एक अधिक परिष्कृत जाल बना सकते हैं, लेकिन सार्थक प्रक्षेप ऑपरेटरों को परिभाषित करना मुश्किल हो सकता है। एएमजी का लाभ यह है कि यह एक "ब्लैक बॉक्स" सॉल्वर की तरह व्यवहार करता है जिसमें आपको इंटरपोल ऑपरेटरों को परिभाषित करने के लिए मेष डेटा की आवश्यकता नहीं होती है। आप सभी की जरूरत है मैट्रिक्स
जेम्स

@MIchael तो अपने सवाल का जवाब देने के लिए। हां, यदि आप सटीक प्रक्षेप ऑपरेटरों के साथ आ सकते हैं तो ज्यामितीय मल्टीग्रिड ठीक काम करेगा। उम्मीद है की यह मदद करेगा।
जेम्स
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