マルチグリッド法と弾性

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マルチグリッド法と弾性の違い

マルチグリッド法 vs. 弾性

マルチグリッド法は、複数階層で離散化を行うことにより、微分方程式を解くための数値アルゴリズムの一種である。間隔の異なる格子間での補外と考えることもできる。マルチグリッド法は、主に多次元の楕円型偏微分方程式の数値計算に用いられる。 マルチグリッド法は任意の離散化手法と組み合わせることができ、現在知られているものの中でも最速な解法の一つである。他の手法と異なり、マルチグリッド法は任意の領域・境界条件を扱うことができる。これは微分方程式の性質（変数分離可能かどうか等）には依存しない。MG法は、弾性に関するラメの微分方程式やナビエ・ストークス方程式などの、より複雑な非対称・非線形問題にもそのまま適用することができる。 マルチグリッド法はさまざまな方法で一般化することができる。双曲型偏微分方程式の時間発展解や、時間依存型の偏微分方程式に適用することもできる。現在、双曲型方程式に関する研究が進められている。積分方程式や、統計力学上の問題への応用も可能である。 一方、偏微分方程式や問題の物理的な性質を仮定しない場合にも、係数行列から多段階の階層を構成することができる。これを代数的マルチグリッド法といい、疎行列を対象としたブラックボックス型のソルバとして利用することができる。 有限要素法は、線形なウェーブレットを基底に選ぶことにより、マルチグリッド法になる。. 弾性（だんせい、elasticity）とは、応力を加えるとひずみが生じるが、除荷すれば元の寸法に戻る性質をいう。一般には固体について言われることが多い。 弾性は性質を表す語であって、それ自体は数値で表される指標ではない。弾性の程度を表す指標としては、弾性限界、弾性率等がある。弾性限界は、応力を加えることにより生じたひずみが、除荷すれば元の寸法に戻る応力の限界値である。弾性率は、応力とひずみの間の比例定数であって、ヤング率もその一種である。 一般的にはゴム等の材料に対して「高弾性」という表現が用いられる。この場合の「高弾性」とは弾性限界が大きいことを指す。しかしながら、前述の通り、弾性に関する指標は弾性限界だけでなく弾性率等があって、例えば、ゴムの場合には弾性限界は大きいが弾性率は小さいため、「高弾性」という表現は混同を生じる恐れがある。 英語で弾性をというが、この語源はギリシャ語の「ελαστικος(elastikos:推進力のある、弾みのある)」からきている。また、一般的には弾力や弾力性等の語が使われるが、これらはほぼ弾性と同義である。 現実に存在する物質は必ず弾性の他に粘性を持ち、粘弾性体である。物質が有する粘弾性のうち弾性に特に着目した場合、弾性を有する物質を弾性体と呼ぶ。.