4.1.3 Mesh Topology
Mesh topology. Selama proses diskritisasi, persamaan diferensial parsial diintegrasikan pada setiap elemen dalam jala menghasilkan satu set persamaan aljabar, di mana setiap persamaan menghubungkan nilai variabel pada suatu elemen dengan nilai-nilai pada tetangganya. Persamaan aljabar kemudian dirakit menjadi matriks dan vektor global, dan koefisien setiap persamaan disimpan pada lokasi baris dan kolom yang sesuai dengan berbagai indeks elemen.
Integrasi persamaan pada setiap elemen disebut sebagai perakitan lokal, sementara konstruksi sistem persamaan keseluruhan dari kontribusi ini disebut sebagai perakitan global. Oleh karena itu, meskipun diskritisasi persamaan dihasilkan dalam hal elemen tetangga, perakitan persamaan dalam matriks global memperhitungkan indeks aktual elemen. Prosedur ini akan dijelaskan secara rinci di bab-bab berikutnya, namun bahan-bahan yang memungkinkan dari prosedur ini secara singkat diperkenalkan selanjutnya pada tingkat yang paling dasar, yaitu dalam bentuk informasi topologi tentang elemen, wajah, dan verteks yang direpresentasikan dalam bentuk daftar konektivitas.
Konektivitas elemen menghubungkan matriks perakitan lokal ke matriks global sehingga persamaan yang terbentuk untuk satu elemen konsisten dengan persamaan yang terbentuk untuk elemen-elemen lain dalam domain komputasi. Umumnya, konektivitas elemen ke elemen, elemen ke wajah, dan elemen ke verteks diatur. Ini menghubungkan elemen ke elemen tetangga, wajah pembatas, dan verteks yang menentukan, masing-masing. Dengan mempertimbangkan Gambar 4.4, konektivitas untuk elemen 9 ditunjukkan dalam Gambar 4.5.
Secara umum, untuk elemen sembarang, lebih efisien untuk merakit suku fluks dengan melooping melalui wajah-wajah. Dalam hal ini, sangat penting bahwa informasi tentang elemen tetangga wajah tersedia dengan mudah; ini didefinisikan dalam konektivitas Wajah (Face connectivity). Untuk wajah, informasi tentang elemen yang berbagi wajah disimpan untuk digunakan selama perhitungan. Orientasi dari vektor normal ke wajah adalah sedemikian rupa sehingga mengarah dari satu elemen yang ditunjuk sebagai elemen 1 atau pemilik (owner) ke elemen kedua yang ditunjuk sebagai elemen 2 atau tetangga (neighbor). Wajah batas hanya membungkus satu elemen, didefinisikan sebagai elemen 1, sehingga vektor normal dari wajah batas selalu diarahkan ke luar dari domain. Konektivitas untuk Wajah 12 ditunjukkan pada Gambar 4.6.
Konektivitas Verteks bermanfaat untuk pemrosesan pasca dan perhitungan gradien. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4.7, umumnya melibatkan daftar elemen dan wajah yang berbagi verteks tersebut.
Pemetaan antara indeks lokal dan global secara singkat diilustrasikan dalam Gambar 4.8 untuk jala yang terdiri dari lima elemen.