Summary
Brakhage and Werner, Leis and Panich suggested to reduce the exterior Dirichlet boundary value problem for the Helmholtz equation to an integral equation of the second kind which is uniquely solvable for all frequencies by seeking the solution in the form of a combined double- and single-layer potential. We present an analysis of the appropriate choice of the parameter coupling the double- and single-layer potential in order to minimize the condition number of the integral operator.
Similar content being viewed by others
References
Brakhage, H., Werner, P.: Über das Dirichletsche Außenraumproblem für die Helmholtzsche Schwingungsgleichung. Arch. Math.16, 325–329 (1965)
Collatz, L.: Funktionalanalysis und numerische Mathematik. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1964
Erdélyi, A.: Higher Transcendental functions. Vol. 2, McGraw-Hill, New York, 1953
Greenspan, D., Werner, P.: A numerical method for the exterior Dirichlet problem for the reduced wave equation. Arch. Rational Mech. Anal.23, 288–316 (1966)
Gröbner, W., Hofreiter, N.: Integraltafel. Zweiter Teil: Bestimmte Integrale. Berlin, Heidelberg, New York: Springer 1966
Jörgens, K.: Lineare Integraloperatoren. Stuttgart: Teubner 1970
Kreß, R.: Integralgleichungsmethoden bei direkten und inversen Randwertproblemen aus der Theorie akustischer und elektromagnetischer Schwingungen. ZAMM62, T241–250 (1982)
Kupradse, W.D.: Randwertaufgaben der Schwingungstheorie und Integralgleichungen. Berlin: Deutscher Verlag der Wissenschaften, 1956
Kussmaul, R.: Ein numerisches Verfahren zur Lösung des Neumannschen Außenraumproblems für die Helmholtzsche Schwingungsgleichung. Computing4, 246–273 (1969)
Leis, R.: Zur Dirichletschen Randwertaufgabe des Außenraums der Schwingungsgleichung. Math. Z.90, 205–211 (1965)
Leis, R.: Vorlesungen über partielle Differentialgleichungen zweiter Ordnung. Mannheim: Bibliographisches Institut, 1967
Martensen, E.: Über eine Methode zum räumlichen Neumannschen Problem mit einer Anwendung für torusartige Berandungen. Acta Math.109, 73–135 (1963)
Panich, O.I.: On the question of the solvability of the exterior boundary-value problems for the wave equation and Maxwell's equations. Russian Math. Surv.20, 221–226 (1965)
Author information
Authors and Affiliations
Additional information
This research was carried out while the second author was visiting the University of Göttingen on a DAAD-stipendium
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Kreß, R., Spassov, W.T. On the condition number of boundary integral operators for the exterior Dirichlet problem for the Helmholtz equation. Numer. Math. 42, 77–95 (1983). https://doi.org/10.1007/BF01400919
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF01400919