Bordes Absorbentes de Capas Perfectamente Acopladas (PML) Utilizando Elementos Finitos Mixtos

ADRIANO TRONO; ALEJANDRO T. BREWER; FEDERICO PINTO; MARCELO A. CEBALLOS

Bahía Blanca

Congreso; XXXVIII Congreso Argentino de Mecánica Computacional; 2022

Asociación Argentina de Mecánica Computacional

Existen múltiples desarrollos de capas perfectamente acopladas (Perfect Matched Layer – PML) utilizadas como bordes absorbentes en modelos de elementos finitos. Kucukcoban y Kallivokas (Wave Motion.50, 2013,57-79) resuelven el modelo del sitio mediante un subdominio físico de elementos estándar ensamblados a un subdominio PML de elementos mixtos, lo que se conoce como modelo híbrido. Sin embargo, no mencionan cuánto incide la elección de los tipos de elementos finitos utilizados en ambos subdominios en la efectividad con que la onda saliente atraviesa la interfase sin rebotes. Utilizan elementos mixtos con funciones de interpolación de tensión continuas. Esto provoca una inconsistencia en los bordes del dominio PML que debe ser salvada mediante multiplicadores de Lagrange. En este trabajo se propone un elemento mixto absorbente PML utilizando funciones de interpolación de tensión discontinuas. Esto permite disminuir la cantidad de incógnitas adicionales por elemento finito y evita las inconsistencias en la interfase entre los subdominios. Se presentan los resultados de la respuesta de modelos de deformación plana ante cargas en la superficie utilizando diferentes opciones de bordes PML con elementos cuadriláteros lineales mixtos de 7, 5 y 3 incógnitas de tensión por elemento. Para demostrar la efectividad de los bordes propuestos se comparan sus resultados con los de un modelo de elementos finitos de dominio extendido que representa la solución del medio infinito hasta el tiempo de arribo del primer rebote de onda P.