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7.1 Datenmodelle für hierarchisch verfeinerte unstrukturierte Gitter

In der vorliegenden Implementierung der FEM wurde großer Wert auf die Unabhängigkeit der Algorithmen von der Anzahl der Ortsdimensionen gelegt. Die Behandlung der Unterschiede im numerischen Kern des Systems kann mit der Unterscheidung der Elementtypen während der Erstellung der globalen Systemmatrix relativ einfach gelöst werden, weil die Berechnung der lokalen Elementmatrizen nicht von benachbarten Elementen abhängig ist.

Bei der Gitteradaptierung ist jedoch genau die Abhängigkeit eines Elementes von seinen Nachbarn eine wesentliche Eigenschaft. Die im folgenden dargestellte Verallgemeinerung der Adaptierungsmethode auf ein, zwei und drei Dimensionen verfolgt eine ``Top-Down''-Strategie: Ausgehend von dreidimensionalen Gittern und Elementen werden Adaptierungsmethoden entworfen, die durch geeignete Vereinfachungen der Elementeigenschaften auch auf zwei- beziehungsweise eindimensionale Elemente angewendet werden können.

Beim Entwurf der Datenstrukturen wurde besonders auf eine einfache und zugleich effiziente dynamische Verwaltung der Gitterinformation geachtet. Gerade die Adaptierung des Gitters erfordert häufiges Generieren und Löschen von Strukturen (Elemente, Knoten). Dies erfordert einerseits die Möglichkeit solche Strukturen in einfacher und effizienter Art und Weise in den Datenverbund einfügen und entfernen zu können und andererseits eine effiziente Speicherverwaltung.

Als Lösungsansatz wurde daher das Zeigerkonzept zur Darstellung der Referenzen sowie ein objektorientierter Ansatz zur Unterscheidung der einzelnen Strukturtypen implementiert.



 
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Ernst Leitner
1997-12-30