The "flexible boundary condition" method, introduced by Sinclair and coworkers in the 1970s, remains among the most popular methods for simulating isolated two-dimensional crystalline defects, embedded in an effectively infinite atomistic domain. In essence, the method can be characterized as a domain decomposition method which iterates between a local anharmonic and a global harmonic problem, where the latter is solved by means of the lattice Green function of the ideal crystal. This local/global splitting gives rise to tremendously improved convergence rates over related alternating Schwarz methods. In a previous publication (Hodapp et al., 2019, Comput. Methods in Appl. Mech. Eng. 348), we have shown that this method also applies to large-scale three-dimensional problems, possibly involving hundreds of thousands of atoms, using fast summation techniques exploiting the low-rank nature of the asymptotic lattice Green function. Here, we generalize the Sinclair method to bounded domains and develop an implementation using a discrete boundary element method to correct the infinite solution with respect to a prescribed far-field condition, thus preserving the advantage of the original method of not requiring a global spatial discretization. Moreover, we present a detailed convergence analysis and show for a one-dimensional problem that the method is unconditionally stable under physically motivated assumptions. To further improve the convergence behavior, we develop an acceleration technique based on a relaxation of the transmission conditions between the two subproblems. Numerical examples for linear and nonlinear problems are presented to validate the proposed methodology.
翻译:辛克莱和同事在1970年代引入的“ 灵活边界条件” 方法仍然是最受欢迎的模拟孤立的二维晶体缺陷的方法之一,该方法嵌入一个无限的原子领域。 本质上,该方法可以被描述为一种域分解方法,它反复存在于当地调和器和全球调和器问题之间,后者利用理想晶体的低调绿色功能来解决。 这种地方/全球分解导致相关交替施瓦兹方法的趋同率大大提高。 在前一份出版物(Hodapp等人, 2019, Comput, Copput. Appl. Mech. Eng. 348)中,我们已经表明,这种方法也适用于大规模三维问题,可能涉及数十万个原子,而后者利用理想晶体晶体的绿色功能的低调绿色功能来解决。 我们在这里将辛克莱方法推广到相互交替的域,并利用离散的边界要素方法来纠正与规定的远端溶解法的无限解决方案。 因此,一个稳定的递合法的快速递合法是我们提出的一种稳定的递解方法。 一种稳定的递合法, 一种稳定的递解方法是一种稳定的递解方法, 一种稳定的递化方法, 一种稳定的递合方法, 一种稳定的递合了一种稳定的递合方法, 一种稳定的递合方法, 一种稳定的递制一种稳定的递合方法, 一种基于一种稳定的 一种稳定的递合方法, 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的递合法, 一种我们展示了一种稳定的递合法, 一种稳定的递合方法, 一种稳定的递合方法, 一种稳定的递合法, 一种稳定的 一种稳定的递合方法, 一种稳定的递合方法, 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的递方法, 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种稳定的 一种在一种在一种在一种在一种在一种在一种在一种在一种在一种方法, 一种在一种在一种在一种方法, 一种在一种方法在一种在一种方法, 一种方法, 一种在一种在一种方法, 一种在一种在一种在一种方法, 一种方法, 一种方法, 一种在一种稳定的递合方法在一种