Model order reduction of layered waveguides via rational Krylov fitting
Model order reduction of layered waveguides via rational Krylov fitting
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通过有理 Krylov 拟合降低分层波导的模型阶数
DOI：
10.1007/s10543-022-00922-2
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发表时间：
2022
影响因子：
1.5
通讯作者：
Knizhnerman, Leonid
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Druskin, Vladimir;Güttel, Stefan;Knizhnerman, Leonid
有理逼近最近成为解决外部波传播问题的有效数值工具。目前，该技术仅限于沿主传播方向沿着不变的波动介质。我们提出了一种新的模型降阶为基础的方法来压缩无界波导分层夹杂。它是基于使用RKFIT方法解决非线性有理最小二乘问题。我们表明，近似可以转换成一个精确的有限差分表示在一个合理的Krylov框架。数值实验表明，RKFIT计算更准确的网格比以前的分析方法，甚至在存在明显的散射共振。频谱自适应效应允许有限差分网格的尺寸接近或甚至低于奈奎斯特极限。
Rational approximation recently emerged as an efficient numerical tool for the solution of exterior wave propagation problems. Currently, this technique is limited to wave media which are invariant along the main propagation direction. We propose a new model order reduction-based approach for compressing unbounded waveguides with layered inclusions. It is based on the solution of a nonlinear rational least squares problem using the RKFIT method. We show that approximants can be converted into an accurate finite difference representation within a rational Krylov framework. Numerical experiments indicate that RKFIT computes more accurate grids than previous analytic approaches and even works in the presence of pronounced scattering resonances. Spectral adaptation effects allow for finite difference grids with dimensions near or even below the Nyquist limit.
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