Veamy: an extensible object-oriented C++ library for the virtual element method

This paper summarizes the development of Veamy, an object-oriented C++ library for the virtual element method (VEM) on general polygonal meshes, whose modular design is focused on its extensibility. The linear elastostatic and Poisson problems in two dimensions have been chosen as the starting stage for the development of this library. The theory of the VEM, upon which Veamy is built, is presented using a notation and a terminology that resemble the language of the finite element method (FEM) in engineering analysis. Several examples are provided to demonstrate the usage of Veamy, and in particular, one of them features the interaction between Veamy and the polygonal mesh generator PolyMesher. A computational performance comparison between VEM and FEM is also conducted. Veamy is free and open source software

Discontinuous Galerkin Methods for Solving Acoustic Problems

Parciální diferenciální rovnice hrají důležitou v inženýrských aplikacích. Často je možné tyto rovnice řešit pouze přibližně, tj. numericky. Z toho důvodu vzniklo množství diskretizačních metod pro řešení těchto rovnic. Uvedená nespojitá Galerkinova metoda se zdá jako velmi obecná metoda pro řešení těchto rovnic, především pak pro hyperbolické systémy. Naším cílem je řešit úlohy aeroakustiky, přičemž šíření akustických vln je popsáno pomocí linearizovaných Eulerových rovnic. A jelikož se jedná o hyperbolický systém, byla vybrána právě nespojitá Galerkinova metoda. Mezi nejdůležitější aspekty této metody patří schopnost pracovat s geometricky složitými oblastmi, možnost dosáhnout metody vysokého řádu a dále lokální charakter toho schématu umožnuje efektivní paralelizaci výpočtu. Nejprve uvedeme nespojitou Galerkinovu metodu v obecném pojetí pro jedno- a dvoudimenzionalní úlohy. Algoritmus následně otestujeme pro řešení rovnice advekce, která byla zvolena jako modelový případ hyperbolické rovnice. Metoda nakonec bude testována na řadě verifikačních úloh, které byly formulovány pro testování metod pro výpočetní aeroakustiku, včetně oveření okrajových podmínek, které, stejně jako v případě teorie proudění tekutin, jsou nedílnou součástí výpočetní aeroakustiky.Partial differential equations play an important role in engineering applications. It is often possible to solve these equations only approximately, i.e. numerically. Therefore number of successful discretization techniques has been developed to solve these equations. The presented discontinuous Galerkin method seems to be very general method to solve this type of equations, especially useful for hyperbolic systems. Our aim is to solve aeroacoustic problems, where propagation of acoustic waves is described using linearized Euler equations. This system of equations is indeed hyperbolic and therefore the discontinuous Galerkin method was chosen. The most important aspects of this method is ability to deal with complex geometries, possibility of high-order method and its local character enabling efficient computation parallelization. We first introduce the discontinuous Galerkin method in general for one- and two-dimensional problems. We then test the algorithm to solve advection equation, which was chosen as a model case of hyperbolic equation. The method will be finally tested using number of verification problems, which were formulated to test methods for computational equations, including verification of boundary conditions, which, similarly to computational fluid dynamics, are important part of computational aeroacoustics.

EIT Reconstruction Algorithms: Pitfalls, Challenges and Recent Developments

We review developments, issues and challenges in Electrical Impedance Tomography (EIT), for the 4th Workshop on Biomedical Applications of EIT, Manchester 2003. We focus on the necessity for three dimensional data collection and reconstruction, efficient solution of the forward problem and present and future reconstruction algorithms. We also suggest common pitfalls or ``inverse crimes'' to avoid.Comment: A review paper for the 4th Workshop on Biomedical Applications of EIT, Manchester, UK, 200