en fr A Discontinuous Galerkin method for solving Maxwells equation on nonconforming locally refined mesh Méthodes de Galerkin Discontinu pour la résolution du système de Maxwell sur des maillages localement raffinés non-confReport as inadecuate




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1 CERMICS - Centre d-Enseignement et de Recherche en Mathématiques, Informatique et Calcul Scientifique

Abstract : This work consists in the elaboration of a method able to solve the time-domain Maxwell-s equations on locally refined conforming or non-conforming grids. We present here a Discontinuous Galerkin method based on a centred mean approximation for the surface integrals and a second order leapfrog scheme for advancing in time. The resulting scheme is stable and conserves a discrete analogue of the electromagnetic energy. We introduce a set of basis functions well adapted to orthogonal grids. These functions are less costly than the P1 or Q1 functions. Moreover, they ensure the divergence conservation. We prove that the dispersion error do not vary with the ratio time step over space step. As a consequence, we do not have to introduce local time stepping in order to deal with locally refined grids. To deal efficiently with unbounded problems, we use the perfectly Matched Layer PML. When the mesh is non-conforming, we propose to increase the degree of the approximation at subgrid interfaces in order to avoid reflections dues to the interfaces. Three-dimensional numerical results show that the method is very efficient even if the rate refinement is high.

Résumé : Ce travail s-intéresse à la résolution du système de Maxwell dans le domaine temporel sur des maillages héxaédriques orthogonaux localement raffinés de manière conforme ou non-conforme. Une méthode de Galerkin discontinu, reposant sur une approximation centrée pour le calcul des intégrales de surface et un schéma saute-mouton d-ordre 2 pour l-intégration temporelle est présentée. On définit ainsi une classe de schémas non-diffusifs : un équivalent discret de l-énergie électromagnétique est conservée.

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Keywords : Electromagnetism Maxwell-s equations discontinuous Galerkin Nonconforming locally refined mesh Energy conserving Stability Pml

Mots-clés : équations de Maxwell Galerkin discontinu Raffinement de maillage non-conforme Conservation de l-énergie Stabilité électromagnétisme





Author: Nicolas Canouet -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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