<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1522808</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2024.1522808</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Acoustic interaction of submerged thin-shell structures considering seabed reflection effects</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Zhang et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fphy.2024.1522808">10.3389/fphy.2024.1522808</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Xin</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2651320/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Ai</surname>
<given-names>Kai</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>Sen</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Pei</surname>
<given-names>Qingxiang</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2886414/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Lei</surname>
<given-names>Guang</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Henan International Joint Laboratory of Structural Mechanics and Computational Simulation</institution>, <institution>College of Architectural and Civil Engineering</institution>, <institution>Huanghuai University</institution>, <addr-line>Zhumadian</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Ministry of Water Resources</institution>, <institution>Yangtze River Scientific Research Institute</institution>, <addr-line>Wuhan</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>College of Architecture and Civil Engineering</institution>, <institution>Xinyang Normal University</institution>, <addr-line>Xinyang</addr-line>, <country>China</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2434362/overview">Yilin Qu</ext-link>, Northwestern Polytechnical University, China</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1403930/overview">Heng Zhang</ext-link>, University of Shanghai for Science and Technology, China</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1962237/overview">Mengxi Zhang</ext-link>, Tianjin University, China</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Qingxiang Pei, <email>pqx1112@163.com</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>29</day>
<month>01</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2024</year>
</pub-date>
<volume>12</volume>
<elocation-id>1522808</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>05</day>
<month>11</month>
<year>2024</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>30</day>
<month>12</month>
<year>2024</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2025 Zhang, Ai, Yang, Pei and Lei.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Zhang, Ai, Yang, Pei and Lei</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>This paper presents a novel approach for simulating acoustic-shell interaction, specifically focusing on seabed reflection effects. The interaction between acoustic waves and shell vibration is crucial in various engineering applications, particularly in underwater acoustics and ocean engineering. The study employs the finite element method (FEM) with Kirchhoff-Love shell elements to numerically analyze thin-shell vibrations. The boundary element method (BEM) is applied to simulate exterior acoustic fields and seabed reflections, using half-space fundamental solutions. The FEM and BEM are coupled to model the interaction between acoustic waves and shell vibration. Furthermore, the FEM-BEM approach is implemented within an isogeometric analysis (IGA) framework, where the basis functions used for geometric modeling also discretize the physical fields. This ensures geometric exactness, eliminates meshing, and enables the use of Kirchhoff-Love shell theory with high-order continuous fields. The coupled FEM-BEM system is accelerated using the fast multipole method (FMM), which reduces computational time and memory storage. Numerical examples demonstrate the effectiveness and efficiency of the proposed algorithm in simulating acoustic-shell interaction with seabed reflection.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>FEM</kwd>
<kwd>BEM</kwd>
<kwd>seabed reflection</kwd>
<kwd>shell vibration</kwd>
<kwd>acoustics</kwd>
</kwd-group>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Interdisciplinary Physics</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>The management of noise has consistently been a focal point within the field of marine engineering [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. In the realm of structural design aimed at mitigating noise emissions and reflections from marine structures, numerical simulation is of paramount importance [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. While the Finite Element Method (FEM) is highly adaptable for structural dynamics, its application in exterior acoustic scenarios is challenging [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. This is because FEM requires the discretization of a vast finite region from an unbounded domain and necessitates the imposition of artificial boundary conditions using specialized techniques, which can be complex and may compromise the accuracy of the simulation. In contrast, the Boundary Element Method (BEM) is often favored for external acoustic issues as it necessitates the discretization of only the structural surfaces, which are the boundaries of the infinite acoustic domain, and inherently satisfies the boundary conditions at infinity [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>].</p>
<p>Thin-shell structures submerged in water exhibit characteristics through the interplay between structural vibrations and acoustic phenomena, as referenced in various studies [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. Essentially, when an acoustic wave propagates through a fluid, it has the capacity to induce vibrations in surrounding structures. These structural vibrations subsequently generate additional acoustic waves that radiate back into the fluid [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>]. A practical method for modeling the interaction between acoustics and shells is through the integration of FEM and BEM. This approach leverages the individual strengths of FEM and BEM in the realms of exterior acoustics, which deals with unbounded domains, and structural dynamics, respectively [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. The coupling of FEM and BEM was pioneered by Everstine and Henderson for the analysis of acoustic-shell interactions [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>]. Subsequent developments have expanded its application to encompass shape sensitivity analysis [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>], structural optimization [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>], and uncertainty quantification [<xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>].</p>
<p>In numerous real-world situations, the reflection of sound waves by the seabed can exert a substantial impact on acoustic fields, particularly in the shallow-water offshore areas [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>]. This phenomenon is known as the half-space or plane symmetrical acoustic issue [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>]. To address this challenge, a variety of boundary element methods that utilize mirroring techniques have been put forward by researchers such as [<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>], and [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>]. However, these methods presuppose that the acoustic waves are scattered by rigid bodies and do not account for the interaction between acoustics and structural elements.</p>
<p>Based on the authors&#x2019; comprehensive understanding, no existing studies have yet addressed the simulation of acoustic-shell interactions in the context of seabed reflections. This research aims to bridge this gap in the literature. Pioneering an approach, this study couples BEM with half-space fundamental solutions to FEM to assess acoustic-shell interactions, thereby enabling the inclusion of seabed reflection effects. Furthermore, to enhance the computational efficiency of the BEM with half-space fundamental solutions and to minimize its memory usage, we have developed fast multipole expansions for this method.</p>
<p>The layout of the paper is as follows: <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> details the coupling scheme of FEM and BEM for simulating acoustic-shell interactions that consider seabed reflections. <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> elaborates on the implementation of fast multipole methods to expedite the acoustic simulation process. <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> presents a range of numerical examples to illustrate the approach. Finally, <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref> concludes the paper.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Acoustic interaction with shells and seabed reflections</title>
<sec id="s2-1">
<title>2.1 Defining the problem</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> depicts a system involving the interaction between acoustic and structural components. An elastic thin-shell occupies the region <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is encompassed by an infinite fluid domain <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The interface where the fluid and the structure meet is denoted by <inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, defined as the intersection of <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The space within the shell is occupied by air, forming the domain <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Given the significant difference in density between the air and the structural material, it is reasonable to disregard the influence of air pressure on the structural vibrations.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>System for acoustic-structural interaction. The unit normal vector of the shell structure is denoted as <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, while that of the fluid is <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. A dashed line indicates the mid-surface of the shell structure. The pressure load from the sound field is <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the external mechanical load is <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g001.tif"/>
</fig>
<p>The mechanical response of the thin-shell is defined by the Kirchhoff-Love shell theory, as detailed in references [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>]. Meanwhile, the acoustic fields within the fluid domain are regulated by the Helmholtz equation, which is discussed in [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>]. The thin-shell structure is actuated by a time-varying force with an angular frequency of <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Consequently, the equations governing the acoustic-structural interaction system are presented as <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Equations 1</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>.<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Equations 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref> serve as the foundational equations that shape the configuration of acoustic fields. <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Equations 3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref> delineate the conditions for continuous displacement and balanced forces at the interfaces where the fluid and structure interact. The symbol <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2207;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the Laplacian operator, <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x3c3;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the stress tensor, <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the displacement vector, <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the density of the shell, <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the acoustic pressure, <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the outward normal vector to the shell surfaces, <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the inward normal vector to the structural surface, <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the imaginary unit with <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the normal velocity of the fluid, and <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, defined as <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, represents the wave number, with <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> being the speed of sound propagation within the fluid domain.</p>
</sec>
<sec id="s2-2">
<title>2.2 Geometric modeling employing Catmull-Clark subdivision surfaces</title>
<p>The choice of a discretization approach or the selection of basis functions is crucial in numerical simulations. Typically, in traditional FEM and BEM, polynomial functions are the preferred choice for basis functions. In this study, we integrate FEM and BEM within the framework of isogeometric analysis (IGA), as referenced in [<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B46">46</xref>]. This integration leverages the same basis functions used for geometric modeling to discretize the physical fields. This approach not only preserves the geometric precision but also eliminates the need for mesh generation. Most significantly, it facilitates the construction of high-order continuous fields, which is essential for the application of the Kirchhoff-Love shell theory, as further elaborated in [<xref ref-type="bibr" rid="B47">47</xref>].</p>
<p>Non-Uniform Rational B-splines (NURBS), as discussed in [<xref ref-type="bibr" rid="B48">48</xref>&#x2d; <xref ref-type="bibr" rid="B52">52</xref>], are a prevalent choice for geometric construction in Computer-Aided Design (CAD), with polygonal meshes subsequently derived for numerical analysis. In this research, we embrace the principles of isogeometric analysis, utilizing identical basis functions for both geometric modeling and numerical simulation. We opt for Catmull-Clark subdivision surfaces over NURBS for CAD model construction, as they ensure watertight geometries with support for arbitrary topologies, as described in [<xref ref-type="bibr" rid="B53">53</xref>].</p>
<p>Constructing geometry with Catmull-Clark subdivision surfaces begins with the establishment of a control mesh, which is made up of quadrilateral elements. The vertices of this mesh are known as control points. Following the initial setup, the control mesh undergoes subdivision, during which new control points are introduced and the positions of the existing ones are adjusted, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref>. This process of subdivision can be repeated iteratively, adhering to a set of subdivision rules that progress from level <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to level <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. However, since continuous subdivision is not feasible, practical implementations of limit subdivision surfaces are assessed through the use of spline basis functions for parameterization.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Method for generating Catmull-Clark Subdivision Surfaces. The black points represent the control points prior to subdivision, while the red points indicate the positions after subdivision has been applied. <bold>(A)</bold> Initial control mesh. <bold>(B)</bold> One level refined mesh.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g002.tif"/>
</fig>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Algorithm pertaining to the topology of Catmull-Clark subdivision surfaces.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g003.tif"/>
</fig>
<p>Subdivision surfaces excel in their capacity to manage singular points while ensuring controlled curvature at these locations. <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4A</xref> illustrates a regularly colored subdivision surface element, where each vertex within the element has a valence of 4, signifying the lack of extraordinary vertices within the element. A patch is delineated as a collection of all elements that share vertices with a particular target element. A regular patch is composed of nine elements featuring sixteen vertices. The element highlighted in <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4B</xref> contains an extraordinary vertex, which adds complexity to surface evaluation as it disrupts the tensor-product property. It should be noted that the initial grid might include irregular elements with multiple extraordinary vertices, but after subdivision, each resulting sub-element will contain at most one exceptional vertex. The evaluation of a surface point with parametric coordinates <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is conducted through a linear combination of control points and <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> basis functions, characterized by a valence of <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Equation 5</xref>.<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the Cartesian coordinates of the point, <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> refers to the basis functions, <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the control points, and <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates the valence of the vertex.</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Patches associated with elements in a Catmull-Clark subdivision surface. <bold>(A)</bold> For a regular element. <bold>(B)</bold> For an irregular element.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g004.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s2-3">
<title>2.3 Analysis of thin-shell vibrations employing IGAFEM</title>
<p>As previously stated, subdivision surfaces are employed for both crafting geometric models and discretizing the physical fields. The collective elements establish the boundary <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is delineated by <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Equation 6</xref>.<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the overall count of elements, with element <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifying the <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th element. Consequently, the displacement can be articulated as follows by leveraging the basis functions associated with the Catmull-Clark subdivision, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">Equation 7</xref>.<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the nodal parameter associated with the <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th control point, employed for discretizing the displacements. Combining all the individual element matrices results in the subsequent <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Equation 8</xref>.<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the vector of displacements at all vertices, and <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the load vector. Furthermore, the matrix <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be formulated as <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Equation 9</xref>.<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover accentunder="false" accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c3;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the global stiffness matrix of the structure, while <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the global mass matrix. The element stiffness matrix is denoted by <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the element mass matrix by <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. It should be noted that the load vector <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the sum of two components, <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to the external mechanical load, and <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to the load due to acoustic pressure.</p>
</sec>
<sec id="s2-4">
<title>2.4 Analysis of acoustic phenomena employing IGABEM</title>
<p>Within the three-dimensional domain <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2282;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> bounded by <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the propagation of acoustic waves is governed by the Helmholtz equation. This equation can be transformed into boundary integral equations. To address the issue of irregular frequencies or spurious modes in exterior acoustic scenarios, we employ the Burton-Miller formulation, which is a linear combination of the conventional boundary integral equation (CBIE) and its derivatives [<xref ref-type="bibr" rid="B54">54</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B57">57</xref>], as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">Equation 10</xref>.<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> correspond to the source and field points, respectively. The term <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the discontinuity across the boundary, which takes a value of <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for smooth surfaces. The coupling parameter <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given by <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in other cases. The quantity <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the flux of sound pressure. The term <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> encompasses both the incident wave&#x2019;s sound pressure and its normal derivative at point <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> being the incident wave&#x2019;s sound pressure at that location. The functions <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and its normal derivative for three-dimensional full-space acoustics are specified as <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Equations 11</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e12">12</xref>.<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The fundamental solution for half-space problems is represented by <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Equation 13</xref>.<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the reflection of point <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> across the infinite plane <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the reflection coefficient. The coefficient <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> equals one for a rigid boundary and &#x2212;1 for a soft boundary. By replacing <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">Equation 10</xref> is converted into <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref>.<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the partial derivative of G&#x2a;(x,y) is shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equations 15</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e17">17</xref>.<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="-24em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>e</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="[" close="">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="-24em"/>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>In this approach, the physical field is discretized using the basis functions of the subdivision surface that are employed in the geometric construction, as displayed in <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Equation 18</xref>.<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the acoustic pressure at the point <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> within the element <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the normal flux associated with <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Additionally, <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> refers to the <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th nodal variable associated with the sound pressure, while <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the normal flux corresponding to <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. By inserting <xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Equation 18</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref> and applying these equations at a discrete set of collocation points <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Equation 19</xref> can be derived.<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>7</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3be;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>inc</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>in which the subscript <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates the index of the collocation point. These collocation points are determined by projecting the control points onto the surface. <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Equation 19</xref> can be expressed in matrix-vector form as <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">Equation 20</xref>.<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>in whichn <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the matrices of coefficients, while <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the column vectors that compile the nodal parameters related to the acoustic pressure and its flux, respectively. <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the nodal pressure vector attributed to the incident wave. It is crucial to address the singular integrals present in <xref ref-type="disp-formula" rid="e10">Equation 10</xref>. Numerous methods have been proposed to handle these singular integrals within BEM, as cited in [<xref ref-type="bibr" rid="B58">58</xref>&#x2d;<xref ref-type="bibr" rid="B61">61</xref>]. This research adopts the singularity subtraction technique introduced by Guiggiani, recognized for its precision and efficiency, as detailed in [<xref ref-type="bibr" rid="B62">62</xref>].</p>
</sec>
<sec id="s2-5">
<title>2.5 Integration of IGAFEM and IGABEM</title>
<p>
<xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Equations 8</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">20</xref>, originating from the structure (using FEM) and the acoustic (using BEM) respectively, are tightly interlinked and cannot be resolved in isolation. They are interconnected through the boundary conditions outlined in <xref ref-type="disp-formula" rid="e3">Equations 3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4">4</xref>. The sound pressure within the fluid domain can be perceived as a force exerted on the shell surface. Consequently, the nodal force vector <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> due to the acoustic load can be formulated as <xref ref-type="disp-formula" rid="e21">Equation 21</xref>.<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is defined as the integral over the boundary <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the product of the transpose of the subdivision basis functions&#x2019; global vector <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> itself, multiplied by <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The vector <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2113;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the global vector of subdivision basis functions, and <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the matrix of normal vectors, which is given by <xref ref-type="disp-formula" rid="e22">Equation 22</xref>.<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>0&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>0&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>0&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>0&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>0&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>0&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mspace width="2.77695pt" class="tmspace"/>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denote the three unit normal vectors. By applying <xref ref-type="disp-formula" rid="e21">Equation 21</xref>, we can derive a new expression for the global nodal force vector, which is presented in <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">Equation 23</xref>.<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Next, we will investigate the relationship between the velocities on the shell&#x2019;s mid-surface and the sound pressure. The vector <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the nodal parameters related to the fluid&#x2019;s normal velocity component, while the vector <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the nodal variables associated with the normal velocity component of the structure. Assuming no energy dissipation occurs at the interface between the fluid and structural domains, we get <xref ref-type="disp-formula" rid="e24">Equation 24</xref>.<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext>T</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Subsequently, the vector <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, encompassing the nodal parameters related to the acoustic flux, can be formulated as <xref ref-type="disp-formula" rid="e25">Equation 25</xref>.<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the fluid&#x2019;s density.</p>
<p>By inserting <xref ref-type="disp-formula" rid="e25">Equation 25</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">Equation 20</xref>, we obtain the following coupled system of equations for the acoustics, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">Equation 26</xref>.<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>Incorporating <xref ref-type="disp-formula" rid="e23">Equation 23</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Equation 8</xref> yields the following coupled system of equations for structural dynamics shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e27">Equation 27</xref>.<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>By integrating <xref ref-type="disp-formula" rid="e27">Equation 27</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="e26">Equation 26</xref>, the indeterminate displacement <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is eliminated, leading to a boundary element formulation that is linked with the finite element equation, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e28">Equation 28</xref>.<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">H</mml:mi>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the global admittance matrix, and <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> accounts for the influence of sound speeds originating from the structural domain. These are given by <xref ref-type="disp-formula" rid="e29">Equation 29</xref>.<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c1;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Enhancing computation speed with the fast multipole method</title>
<p>The Fast Multipole Method (FMM) is a highly efficient algorithm designed to accelerate the computation of long-range interactions in N-body problems. Introduced by [<xref ref-type="bibr" rid="B63">63</xref>], FMM reduces the computational complexity from <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>log</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, depending on the implementation. This significant improvement is achieved through hierarchical space decomposition and the use of multipole and local expansions, which approximate interactions between distant clusters of particles. The fundamental solution for the full-space, as introduced in <xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Equation 11</xref>, is expanded into the following series shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e30">Equation 30</xref>.<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> serves as a local expansion point in proximity to <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>. The terms <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are defined as <xref ref-type="disp-formula" rid="e31">Equations 31</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e32">32</xref>.<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>The terms <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the complex conjugates of <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The functions <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> correspond to the <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th order spherical Bessel and Hankel functions of the first kind, respectively, as detailed in [<xref ref-type="bibr" rid="B64">64</xref>]. The spherical harmonics are denoted by <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which are given by <xref ref-type="disp-formula" rid="e33">Equation 33</xref>.<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>cos</mml:mi>
<mml:mo>&#x2061;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>!</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> refers to the associated Legendre functions.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Nodes at the boundary and the points for multipole expansion in the half-space Fast Multipole Method (FMM).</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g005.tif"/>
</fig>
<p>To derive a Fast Multipole Method (FMM) scheme tailored for a half-space acoustic problem, we modify the fundamental solution for the half-space into the following form in <xref ref-type="disp-formula" rid="e34">Equation 34</xref>.<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>Subsequently, the boundary integral for the <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-th element in <xref ref-type="disp-formula" rid="e28">Equation 28</xref> can be re-expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e35">Equations 35</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e36">36</xref>.<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>Consequently, employing <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">Equation 13</xref>, we can express the boundary integrals over a boundary element <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that is situated at a distance from the source point <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in the following manner in <xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Equations 37</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">38</xref>.<disp-formula id="e37">
<mml:math display="block" id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close="]" open="[" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e38">
<mml:math display="block" id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close="]" open="[" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes a field point on <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are the multipole moments of the low-frequency FMM techniques in the real domain, respectively, and are defined as <xref ref-type="disp-formula" rid="e39">Equations 39</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e40">40</xref>.<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>By replacing <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.3em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e39">Equations 39</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e40">40</xref>, we obtain the expressions for <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow> <mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.3em"/>
<mml:mi>j</mml:mi> </mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.3em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as presented in <xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Equations 37</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">38</xref>, respectively. To determine the moments of the leaf cell, we aggregate the multipole moments from <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> boundary elements in the vicinity of point <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e41">Equations 41</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e44">44</xref>.<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e43">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(43)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e44">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(44)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>When <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.3em"/>
<mml:mn>1</mml:mn> </mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.3em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the low-frequency Fast Multipole Method (FMM) facilitates the relocation of the moment center from <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.3em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using the M2M (moments to moments) translation formula, which is expressed as <xref ref-type="disp-formula" rid="e45">Equations 45</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e46">46</xref>.<disp-formula id="e45">
<mml:math display="block" id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow/>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(45)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e46">
<mml:math display="block" id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mrow/>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2062;</mml:mo>
<mml:mfenced close=")" open="(" separators="none">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(46)</label>
</disp-formula>in which <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is expressed in <xref ref-type="disp-formula" rid="e47">Equation 47</xref>.<disp-formula id="e47">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(47)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The symbol <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the Wigner 3j symbol, and the set <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is defined as <xref ref-type="disp-formula" rid="e48">Equation 48</xref>.<disp-formula id="e48">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="array">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold">Z</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi>max</mml:mi>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(48)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Taking into account the influence of the infinite/symmetry plane, we can formulate the M2L (moments to local expansion coefficients) translation formula as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e49">Equations 49</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e50">50</xref>.<disp-formula id="e49">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(49)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e50">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2a;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(50)</label>
</disp-formula>Following that, the L2L (local expansion to local expansion) translation formula can be employed to shift the center of the local expansion from <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e51">Equations 51</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e52">52</xref>.<disp-formula id="e51">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(51)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e52">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="align" columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="fraktur">I</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(52)</label>
</disp-formula>For the set of <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> boundary elements that are close to <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> but far from the source points <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the sums <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be expressed using the local expansion coefficients shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e53">Equation 53</xref>.<disp-formula id="e53">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(53)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e54">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(54)</label>
</disp-formula>within the low-frequency FMM. To refine the Burton-Miller formulation, which is a linear combination of the Conventional Boundary Integral Equation (CBIE) and its normal derivative, we simply introduce adjustments to <xref ref-type="disp-formula" rid="e53">Equations 53</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e54">54</xref>, as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Equations 55</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e56">56</xref>.<disp-formula id="e55">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(55)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e56">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>i</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x20d7;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x2202;</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold">x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(56)</label>
</disp-formula>The implementation process involves the following key steps:<list list-type="simple">
<list-item>
<p>1. Hierarchical Tree Construction: The computational domain is partitioned into a hierarchical octree structure, with each node representing a subdomain. Boundary elements are assigned to the appropriate nodes based on their spatial location.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>2. Multipole Expansion Calculation: For each leaf node, multipole moments are computed using the source terms within the node. These moments encapsulate the collective influence of sources on distant targets.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>3. M2M Translations: Multipole expansions from child nodes are aggregated and translated to their parent nodes, propagating the influence up the hierarchical tree.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>4. M2L Translations: At each interaction list, multipole expansions from distant nodes are translated into local expansions at the target nodes. This step leverages the translation operators to approximate interactions efficiently.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>5. L2L Translations: Local expansions are propagated down the tree to account for interactions within localized regions.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>6. Evaluation of Local Expansions: The final local expansions are evaluated at the target points, providing the approximate contributions from distant sources.</p>
</list-item>
</list>
</p>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Numerical illustrations</title>
<p>In this segment, the primary objective of the elastic spherical shell model is to verify the accuracy of the numerical model by comparing the analytical and numerical solutions. The fish model, with its relatively complex geometry, represents the structural features of real underwater organisms or submersibles. It is intended to demonstrate the applicability and effectiveness of the proposed method in solving underwater acoustic scattering problems. The computations are executed using Fortran 90 on a desktop computer with 128 GB of RAM and an Intel (R) Core (TM) i7-7700 CPU.</p>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Acoustic scattering by an elastic spherical shell</title>
<p>This section examines the acoustic field scattered by a spherical shell structure when subjected to incident plane waves, taking into account the reflections from the seabed, as depicted in <xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref>. In the diagram, the center of the sphere is at the origin; <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x39b;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the seabed surface; <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the distance from the origin to the seabed surface; <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the incident plane wave; <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x3a9;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> signifies the infinite fluid domain. The seabed reflection coefficient is denoted by <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to a soft seabed and <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> corresponds to a rigid seabed.The incident plane waves, which have an amplitude of 1, travel along the positive <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-axis. Using Catmull-Clark subdivision surfaces, three elastic spherical shells with 3,458, 4,800, and 9,408 mesh points were constructed. <xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> presents the variation curves of sound pressure with frequency for the spherical models at 3,458, 4,800, and 9,408 mesh points, respectively. The computation times for a single frequency were 33 s, 56 s, and 85 s for each model. It can be observed from the figure that the differences in the sound pressure curves across the three mesh densities are minimal; however, the computation times differ significantly. Therefore, this study adopts the spherical model with fewer mesh points to balance computational efficiency and accuracy.When analyzing the acoustic scattering of the sphere model, we found that the computation time for the traditional Catmull-Clark subdivision surfaces coupled with the FEM-BEM method was 428 s, whereas the computation time for the Catmull-Clark subdivision surfaces accelerated by FMM and coupled with the FEM-BEM method was only 33 s, demonstrating that the computational efficiency of FMM is significantly higher than that of traditional algorithms.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>System for acoustic-structural interaction involving elastic spherical shells.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g006.tif"/>
</fig>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>The numerical results of the sphere model are verified in the convergence of three mesh node numbers.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g007.tif"/>
</fig>
<p>The sound pressure values at the computed points on the circle for incident wave frequencies of 100 Hz and 200 Hz are depicted in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref>, where the circle represents the projection of the sphere model, with a radius of 2 m, onto the <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> plane. As observed in the figure, at a frequency of 200 Hz, the sound pressure curve exhibits more pronounced fluctuations, indicating that the larger the external sound wave impacting the sphere model, the greater the magnitude of sound pressure variation. When <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the sound pressure curves from numerical and analytical solutions align, confirming the validity and reliability of the algorithm presented in this study. For <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the numerical solutions vary significantly, demonstrating the importance of considering the seabed reflection effects and highlighting the significance of the seabed&#x2019;s nature.</p>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Sound pressure at computational points on circles with a 2-m radius across various frequencies. <bold>(A)</bold> 100 Hz. <bold>(B)</bold> 200 Hz.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g008.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref> illustrates the displacement and sound pressure distributions on the sphere model when it is positioned 5 m above the seabed. The first three columns represent the displacement components in the <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> axes, respectively, while the last column indicates the sound pressure. As observed in the figure, the sound pressure pattern exhibits symmetry along the <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-axis, and the displacement components also mirror this symmetry. The displacement in the <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-direction is the most significant, whereas the <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-direction shows the least. The sound pressure on the sphere&#x2019;s surface diminishes as we move in the negative <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-axis direction, whereas the <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-direction displacement component increases progressively.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Sound pressure and displacement distributions on the surface of a spherical shell: the first three columns depict the three components of displacement, while the fourth column shows the sound pressure. <bold>(A)</bold> 100 Hz, displacement x. <bold>(B)</bold> 100 Hz, displacement y. <bold>(C)</bold> 100 Hz, displacement z. <bold>(D)</bold> 100 Hz, sound pressure. <bold>(E)</bold> 200 Hz, displacement x. <bold>(F)</bold> 200 Hz, displacement y. <bold>(G)</bold> 200 Hz, displacement z. <bold>(H)</bold> 200 Hz, sound pressure.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g009.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref> displays the sound pressure of the sphere model across various frequencies with <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="F10">Figures 10A&#x2013;C</xref> depict the real part, imaginary part, and magnitude of the sound pressure, respectively. From the figure, it can be seen that when the frequency is within the range of [0.140]Hz, the analytical solution and numerical solution of the sound pressure on the surface of the sphere model match very well, and the sound pressure changes are very small. When the frequency is within the range of [160,200] Hz, the numerical solution still matches well with the analytical solution, but the sound pressure begins to change dramatically. This phenomenon further validates the reliability of the algorithm presented in this paper and shows that sound scattering is frequency-dependent.</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>Sound pressure of the sphere model across various frequencies with <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, incremented by a frequency step of 1 Hz. <bold>(A)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 0, real part. <bold>(B)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 0, imaginary part. <bold>(C)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 0, sound pressure.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g010.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref> shows the sound pressure of the sphere model at different frequencies when <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. From the figure, it can be seen that the sound pressure curves for <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are distinct, indicating that the impact of seabed reflection on the structural acoustic coupling system response in shallow water environments cannot be ignored. It is noteworthy that the sound pressure curves for <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.2em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are roughly distributed on either side of the sound pressure curve for <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the two curves are essentially symmetric about the sound pressure curve for <inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This phenomenon indicates that the effects of rigid and flexible seabeds on sound waves are opposite.</p>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>Sound pressure of the sphere model across various frequencies with <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, incremented by a frequency step of 1 Hz. <bold>(A)</bold> Real part. <bold>(B)</bold> Imaginary part. <bold>(C)</bold> Sound pressure.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g011.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref> illustrates the sound pressure of the sphere model at various distances from the seabed, where <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the distance from the model&#x2019;s center to the seabed. It can be observed from the figure that when the frequency is less than 60Hz, the sound pressure curves for different <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are very close to each other; when the frequency exceeds 60Hz, the differences between the sound pressure curves for different <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x303;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> gradually increase. This phenomenon confirms that the effect of ground reflection is frequency-dependent.</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>Sound pressure in terms of frequencies with different distances from the seabed for the sphere model. <bold>(A)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; &#x2212;1. <bold>(B)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g012.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 Acoustic scattering by a fish model</title>
<p>This section analyzes the acoustic field scattering by a fish model under the action of incident plane waves, taking into account the reflection effects of the seabed, as shown in <xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref>. This subsection calculates the sound pressure and displacement under incident plane waves at different frequencies. The incident plane waves propagate along the positive <italic>x</italic>-axis with a unit amplitude and are scattered by the underwater model.</p>
<p>Using Catmull-Clark subdivision surfaces, two fish models with 54,216 and 222 mesh points were constructed. <xref ref-type="fig" rid="F14">Figure 14</xref> illustrates the sound pressure curves as a function of frequency for the fish models with 54,216 and 222 mesh points, respectively. The computation times for a single frequency were 483 s and 1,016 s for each model. As shown in the figure, the differences in the sound pressure curves between the two mesh densities are minor, with only slight fluctuations that are acceptable considering the significant disparity in computation times. Therefore, this study selects the fish model with 54,216 mesh points to optimize computational efficiency while maintaining acceptable accuracy.</p> <p>When analyzing the acoustic scattering of the fish model, we found that the computation time for the traditional Catmull-Clark subdivision surfaces coupled with the FEM-BEM method was 5,143 s, whereas the computation time for the Catmull-Clark subdivision surfaces accelerated by FMM and coupled with the FEM-BEM method was only 483 s.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>Acoustic-structural interaction system for the fish model.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g013.tif"/>
</fig>
<fig id="F14" position="float">
<label>FIGURE 14</label>
<caption>
<p>The numerical results of the fish model are verified in the convergence of two mesh node numbers.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g014.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F15">Figure 15</xref> shows the distribution of displacement and sound pressure for the fish model at a distance of 0.5 m from the seabed. As shown in the figure, the sound pressure and displacement distributions are symmetric along the <italic>x</italic>-axis. The magnitude order of the various displacement components of the fish model at different frequencies is not the same. For instance, at a frequency of 1,000 Hz, the displacement component in the <italic>x</italic>-direction is the largest, and the displacement component in the <italic>z</italic>-direction is the smallest; at a frequency of 3,000 Hz, the displacement component in the <italic>z</italic>-direction is the largest, and the displacement component in the <italic>y</italic>-direction is the smallest.</p>
<fig id="F15" position="float">
<label>FIGURE 15</label>
<caption>
<p>Sound pressure and displacement distributions on the surface of a fish model: the first three columns depict the three components of displacement, while the fourth column shows the sound pressure. <bold>(A)</bold> 1000 Hz, displacement x. <bold>(B)</bold> 1000 Hz, displacement y. <bold>(C)</bold> 1000 Hz, displacement z. <bold>(D)</bold> 1000 Hz,sound pressure. <bold>(E)</bold> 2000 Hz, displacement x. <bold>(F)</bold> 2000 Hz, displacement y. <bold>(G)</bold> 2000 Hz, displacement z. <bold>(H)</bold> 2000 Hz, sound pressure. <bold>(I)</bold> 3000 Hz, displacement x. <bold>(J)</bold> 3000 Hz, displacement y. <bold>(K)</bold> 3000 Hz, displacement z. <bold>(L)</bold> 3000 Hz, sound pressure.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g015.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F16">Figure 16</xref> displays the sound pressure of the fish model at different frequencies for <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.2em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with a frequency range of [03,000]Hz and a frequency step of 10 Hz. As shown in the figure, the sound pressure on the surface of the fish model varies with <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. When the frequency is within the range of [0.600]Hz, the sound pressure curves for <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.2em"/>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> match very closely. However, when the frequency exceeds 600Hz, differences begin to emerge among them. This phenomenon once again confirms that the seabed reflection effect is frequency-dependent, not only for spherical models but also for complex models, and it also validates the necessity of considering the seabed reflection effect.</p>
<fig id="F16" position="float">
<label>FIGURE 16</label>
<caption>
<p>Sound pressure in terms of frequencies with different seabed reflection coefficient for the fish model: frequency steps of 10 Hz. <bold>(A)</bold> Real part. <bold>(B)</bold> Imaginary part. <bold>(C)</bold> Sound pressure.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g016.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F17">Figure 17</xref> illustrates the sound pressure of the fish model at various distances from the seabed. It can be observed from the figure that as the distance from the seabed increases, the sound pressure curve gradually aligns with the sound pressure curve for <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This phenomenon indicates that in shallow sea areas, the seabed reflection effect must be taken into account, while in deep sea areas, the seabed reflection effect can be selectively considered based on needs. This phenomenon is related to the nature of the seabed.</p>
<fig id="F17" position="float">
<label>FIGURE 17</label>
<caption>
<p>Sound pressure in terms of frequencies with different distances from the seabed for the fish model. <bold>(A)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; &#x2212;1. <bold>(B)</bold> <italic>&#x3b2;</italic> &#x3d; 1.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-12-1522808-g017.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusion" id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>This paper presents a novel algorithm for analyzing the interaction between sound wave propagation and the vibration of underwater thin-shell structures, taking into account the effects of seabed reflection. We couple FEM with BEM to solve for shell vibrations and sound wave propagation in an infinite domain. To consider the effects of seabed reflection, the BEM employs a half-space fundamental solution approach. Within the isogeometric framework, geometric modeling is conducted using Catmull-Clark subdivision surfaces, and the same basis functions used for geometric modeling are applied to discretize the physical fields of the coupled FEM/BEM system. The use of isogeometric analysis maintains geometric accuracy, reduces meshing efforts, and produces high-order continuous fields, enabling the application of Kirchhoff-Love shell theory. Additionally, FMM is formulated to accelerate vibro-acoustic simulations. The precision of this algorithm is demonstrated through numerical examples.This study also has certain limitations. The current model&#x2019;s assumption of linear elastic material properties, while suitable for small deformations and stresses, does not capture nonlinear behaviors under extreme conditions. The absence of fluid-structure interactions (FSI) in the present model may overlook critical phenomena such as damping and dynamic loading from fluid flows. Furthermore, the simplified treatment of seabed topographies with predefined reflection coefficients <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> limits the model&#x2019;s applicability to real-world scenarios.In the future, incorporating nonlinear material models, fluid-structure interaction modeling, and the uncertainty of seabed reflection coefficients into the model will ensure that the proposed algorithm not only maintains high computational efficiency but also delivers accurate and reliable results in complex vibration-acoustic analyses.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be made available by the authors, without undue reservation.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>XZ: Conceptualization, Formal Analysis, Methodology, Project administration, Resources, Software, Writing&#x2013;original draft. KA: Conceptualization, Formal Analysis, Writing&#x2013;original draft. SY: Data curation, Investigation, Resources, Software, Validation, Visualization, Writing&#x2013;original draft. QP: Conceptualization, Formal Analysis, Funding acquisition, Resources, Software, Supervision, Writing&#x2013;review and editing. GL: Data curation, Validation, Visualization, Writing&#x2013;original draft.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that financial support was received for the research, authorship, and/or publication of this article. Sponsored by the Henan Provincial Key R&#x26;D and Promotion Project under Grant No. 232102220033, the Zhumadian 2023 Major Science and Technology Special Project under Grant No. ZMDSZDZX2023002, and the Postgraduate Education Reform and Quality Improvement Project of Henan Province under Grant No. YJS2023JD52.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s10">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that no Generative AI was used in the creation of this manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Belibassakis</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Prospathopoulos</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A 3D-BEM for underwater propeller noise propagation in the ocean environment including hull scattering effects</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>286</volume>:<fpage>115544</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2023.115544</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Helal</surname>
<given-names>KM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fragasso</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Moro</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Effectiveness of ocean gliders in monitoring ocean acoustics and anthropogenic noise from ships: a systematic review</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2024</year>) <volume>295</volume>:<fpage>116993</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2024.116993</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Numerical study on the flow-induced noise from waterjet-propelled ship regarding a flexible boundary</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>287</volume>:<fpage>115911</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2023.115911</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Viitanen</surname>
<given-names>V</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hynninen</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sipil&#xe4;</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Computational fluid dynamics and hydroacoustics analyses of underwater radiated noise of an ice breaker ship</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>279</volume>:<fpage>114264</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2023.114264</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cheng</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dai</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yuan</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Incecik</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Wave energy conversion by an array of oscillating water columns deployed along a long-flexible floating breakwater</article-title>. <source>Renew Sustainable Energy Rev</source> (<year>2024</year>) <volume>192</volume>:<fpage>114206</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.rser.2023.114206</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jiao</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tezdogan</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Terziev</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Soares</surname>
<given-names>CG</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Slamming and green water loads on a ship sailing in regular waves predicted by a coupled cfd&#x2013;fea approach</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>241</volume>:<fpage>110107</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2021.110107</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shao</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>HD</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ringsberg</surname>
<given-names>JW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Johnson</surname>
<given-names>E</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Performance analysis of two generations of heaving point absorber wecs in farms of hexagon-shaped array layouts</article-title>. <source>Ships and Offshore Structures</source> (<year>2024</year>) <volume>19</volume>:<fpage>687</fpage>&#x2013;<lpage>98</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/17445302.2024.2317658</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>XW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>CB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>SY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Multivariate uncertainty analysis of fracture problems through model order reduction accelerated sbfem</article-title>. <source>Appl Math Model</source> (<year>2024</year>) <volume>125</volume>:<fpage>218</fpage>&#x2013;<lpage>40</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2023.08.040</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bouscasse</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ducrozet</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gentaz</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Le Touz&#xe9;</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ferrant</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Spectral wave explicit Navier-Stokes equations for wave-structure interactions using two-phase computational fluid dynamics solvers</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>221</volume>:<fpage>108513</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2020.108513</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A time-domain boundary element method using a kernel-function library for 3d acoustic problems</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2024</year>) <volume>161</volume>:<fpage>103</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2024.01.001</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huo</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Natarajan</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Uncertainty quantification of 3d acoustic shape sensitivities with generalized nth-order perturbation boundary element methods</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2025</year>) <volume>433</volume>:<fpage>117464</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2024.117464</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Atroshchenko</surname>
<given-names>E</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bordas</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Structural shape optimization of three dimensional acoustic problems with isogeometric boundary element methods</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2019</year>) <volume>355</volume>:<fpage>926</fpage>&#x2013;<lpage>51</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2019.06.012</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ren</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pang</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Su</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Investigation on the flow-induced structure noise of a submerged cone-cylinder-hemisphere combined shell</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>270</volume>:<fpage>113657</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2023.113657</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kha</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Karimi</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Maxit</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Skvortsov</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kirby</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Forced vibroacoustic response of a cylindrical shell in an underwater acoustic waveguide</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>273</volume>:<fpage>113899</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2023.113899</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zou</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>LW</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Study on the integrated calculation method of fluid&#x2013;structure interaction vibration, acoustic radiation, and propagation from an elastic spherical shell in ocean acoustic environments</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2019</year>) <volume>177</volume>:<fpage>29</fpage>&#x2013;<lpage>39</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2019.02.032</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>HW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>SJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bordas</surname>
<given-names>SPA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Broadband topology optimization of three-dimensional structural-acoustic interaction with reduced order isogeometric FEM/BEM</article-title>. <source>J Comput Phys</source> (<year>2024</year>) <volume>509</volume>:<fpage>113051</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2024.113051</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pei</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
<name>
<surname>Meng</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Fem-bem analysis of acoustic interaction with submerged thin-shell structures under seabed reflection conditions</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2024</year>) <volume>309</volume>:<fpage>118554</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2024.118554</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Choi</surname>
<given-names>YM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bouscasse</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ducrozet</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Seng</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ferrant</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>ES</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>An efficient methodology for the simulation of nonlinear irregular waves in computational fluid dynamics solvers based on the high order spectral method with an application with openfoam</article-title>. <source>Int J Naval Architecture Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>15</volume>:<fpage>100510</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijnaoe.2022.100510</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wei</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Incecik</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tezdogan</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A hydroelasticity analysis of a damaged ship based on a two-way coupled CFD-DMB method</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>274</volume>:<fpage>114075</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2023.114075</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Havranek</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marburg</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peters</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kessissoglou</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Non-negative intensity and back-calculated non-negative intensity for analysis of directional structure-borne sound</article-title>. <source>The J Acoust Soc America</source> (<year>2017</year>) <volume>142</volume>:<fpage>117</fpage>&#x2013;<lpage>23</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1121/1.4990374</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wilkes</surname>
<given-names>DR</given-names>
</name>
<name>
<surname>Peters</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Croaker</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Marburg</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Duncan</surname>
<given-names>AJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kessissoglou</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Non-negative intensity for coupled fluid-structure interaction problems using the fast multipole method</article-title>. <source>The J Acoust Soc America</source> (<year>2017</year>) <volume>141</volume>:<fpage>4278</fpage>&#x2013;<lpage>88</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1121/1.4983686</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Faugeras</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heumann</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>FEM-BEM coupling methods for tokamak plasma axisymmetric free-boundary equilibrium computations in unbounded domains</article-title>. <source>The J Acoust Soc America</source> (<year>2017</year>) <volume>343</volume>:<fpage>201</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2017.04.047</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Everstine</surname>
<given-names>GC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Henderson</surname>
<given-names>FM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Coupled finite element/boundary element approach for fluid-structure interaction</article-title>. <source>The J Acoust Soc America</source> (<year>1990</year>) <volume>87</volume>:<fpage>1938</fpage>&#x2013;<lpage>47</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1121/1.399320</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>ZW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gong</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>CJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bordas</surname>
<given-names>SPA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Bi-material topology optimization for fully coupled structural-acoustic systems with isogeometric FEM&#x2013;BEM</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2022</year>) <volume>135</volume>:<fpage>182</fpage>&#x2013;<lpage>95</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2021.11.005</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yuan</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Luo</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Dlfsi: a deep learning static fluid-structure interaction model for hydrodynamic-structural optimization of composite tidal turbine blade</article-title>. <source>Renew Energy</source> (<year>2024</year>) <volume>224</volume>:<fpage>120179</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.renene.2024.120179</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cheng</surname>
<given-names>RH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>SZ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zheng</surname>
<given-names>CJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bordas</surname>
<given-names>SPA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A sample-efficient deep learning method for multivariate uncertainty qualification of acoustic-vibration interaction problems</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2022</year>) <volume>393</volume>:<fpage>114784</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2022.114784</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zou</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>YS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>SX</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A three-dimensional sono-elastic method of ships in finite depth water with experimental validation</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2018</year>) <volume>164</volume>:<fpage>238</fpage>&#x2013;<lpage>47</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2018.06.052</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>LW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zou</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>SX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Calculation method of acoustic radiation for floating bodies in shallow sea considering complex ocean acoustic environments</article-title>. <source>J Sound Vibration</source> (<year>2020</year>) <volume>476</volume>:<fpage>115330</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jsv.2020.115330</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qi</surname>
<given-names>LB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>HC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zou</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Study of the influence of added water and contained water on structural vibrations and acoustic radiation using different dynamic modeling methods</article-title>. <source>J Hydrodynamics</source> (<year>2023</year>) <volume>35</volume>:<fpage>1157</fpage>&#x2013;<lpage>67</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s42241-024-0087-6</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zou</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>LW</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Study on the integrated calculation method of fluid-structure interaction vibration, acoustic radiation, and propagation from an elastic spherical shell in ocean acoustic environments</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2019</year>) <volume>177</volume>:<fpage>29</fpage>&#x2013;<lpage>39</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2019.02.032</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>XL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>RH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jiang</surname>
<given-names>WK</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A fast multipole boundary element method for half-space acoustic problems in a subsonic uniform flow</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2022</year>) <volume>137</volume>:<fpage>16</fpage>&#x2013;<lpage>28</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2022.01.008</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Messaoudi</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cottereau</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gomez</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Boundary effects in radiative transfer of acoustic waves in a randomly fluctuating half-space</article-title>. <source>Multiscale Model and Simulation</source> (<year>2023</year>) <volume>21</volume>:<fpage>1299</fpage>&#x2013;<lpage>321</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/22m1537795</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yasuda</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Higuchi</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Oshima</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sakuma</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>An efficient technique for plane-symmetrical acoustic problems in low-frequency FMBEM</article-title>. <source>INTER-NOISE NOISE-CON Congress Conf Proc (Institute Noise Control Engineering)</source> (<year>2011</year>) <fpage>593</fpage>&#x2013;<lpage>601</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yasuda</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sakuma</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A technique for plane-symmetric sound field analysis in the fast multipole boundary element method</article-title>. <source>J Comput Acoust</source> (<year>2005</year>) <volume>13</volume>:<fpage>71</fpage>&#x2013;<lpage>85</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1142/s0218396x05002591</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brunner</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Of</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Junge</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Steinbach</surname>
<given-names>O</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gaul</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A fast BE-FE coupling scheme for partly immersed bodies</article-title>. <source>Int J Numer Methods Eng</source> (<year>2010</year>) <volume>81</volume>:<fpage>28</fpage>&#x2013;<lpage>47</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.2672</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Magisano</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Corrado</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Leonetti</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kiendl</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Garcea</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Large deformation Kirchhoff&#x2013;Love shell hierarchically enriched with warping: isogeometric formulation and modeling of alternating stiff/soft layups</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2024</year>) <volume>418</volume>:<fpage>116556</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2023.116556</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Large deformation frictional contact formulations for isogeometric Kirchhoff&#x2013;Love shell</article-title>. <source>Int J Mech Sci</source> (<year>2023</year>) <volume>249</volume>:<fpage>108253</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijmecsci.2023.108253</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Duan</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Da</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>An equivalent source CVIS method and its application in predicting structural vibration and acoustic radiation in ocean acoustic channe</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>222</volume>:<fpage>108570</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2021.108570</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Natarajan</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>XY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bordas</surname>
<given-names>SPA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Multi-frequency acoustic topology optimization of sound-absorption materials with isogeometric boundary element methods accelerated by frequency-decoupling and model order reduction techniques</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2022</year>) <volume>395</volume>:<fpage>114997</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2022.114997</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xie</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A unified semi-analytic method for vibro-acoustic analysis of submerged shells of revolution</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2019</year>) <volume>189</volume>:<fpage>106345</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2019.106345</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ye</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A fast direct boundary element method for 3d acoustic problems based on hierarchical matrices</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2023</year>) <volume>147</volume>:<fpage>171</fpage>&#x2013;<lpage>80</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2022.11.035</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hughes</surname>
<given-names>TJR</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cottrell</surname>
<given-names>JA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bazilevs</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Isogeometric analysis: CAD, finite elements, NURBS, exact geometry and mesh refinement</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2005</year>) <volume>194</volume>:<fpage>4135</fpage>&#x2013;<lpage>95</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2004.10.008</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>ZW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ma</surname>
<given-names>YJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Meng</surname>
<given-names>ZX</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Reduced order isogeometric boundary element methods for CAD-integrated shape optimization in electromagnetic scattering</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2024</year>) <volume>419</volume>:<fpage>116654</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2023.116654</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>HS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>CY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>YH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Non-conforming interface coupling and symmetric iterative solution in isogeometric fe-be analysis</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>373</volume>:<fpage>113561</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2020.113561</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Qu</surname>
<given-names>YL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhou</surname>
<given-names>ZB</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>XD</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>ZM</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Uncertainty quantification of vibro-acoustic coupling problems for robotic manta ray models based on deep learning</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2024</year>) <volume>299</volume>:<fpage>117388</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2024.117388</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>An isogeometric approach of two dimensional acoustic design sensitivity analysis and topology optimization analysis for absorbing material distribution</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2018</year>) <volume>336</volume>:<fpage>507</fpage>&#x2013;<lpage>32</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2018.03.025</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<label>47.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>T</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yin</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>Q</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Far field acoustic radiation and vibration analysis of combined shells submerged at finite depth from free surface</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2022</year>) <volume>252</volume>:<fpage>111198</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2022.111198</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<label>48.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>YM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>SZ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>ZW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Atroshchenko</surname>
<given-names>E</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Generalized isogeometric boundary element method for uncertainty analysis of time-harmonic wave propagation in infinite domains</article-title>. <source>Appl Math Model</source> (<year>2023</year>) <volume>114</volume>:<fpage>360</fpage>&#x2013;<lpage>78</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2022.09.030</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<label>49.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>YH</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>CY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>HS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sun</surname>
<given-names>FL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Isogeometric symmetric FE-BE coupling method for acoustic-structural interaction</article-title>. <source>Appl Mathematics Comput</source> (<year>2021</year>) <volume>393</volume>:<fpage>125758</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2020.125758</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<label>50.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>ZW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bian</surname>
<given-names>PL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qu</surname>
<given-names>YL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>WC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>JB</given-names>
</name>
</person-group> <article-title>A galerkin approach for analysing coupling effects in the piezoelectric semiconducting beams</article-title>. <source>Eur J Mechanics-A/Solids</source> (<year>2024</year>) <volume>103</volume>:<fpage>105145</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.euromechsol.2023.105145</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<label>51.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cao</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yao</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Isogeometric dual reciprocity BEM for solving non-fourier transient heat transfer problems in FGMs with uncertainty analysis</article-title>. <source>Int J Heat Mass Transfer</source> (<year>2023</year>) <volume>203</volume>:<fpage>123783</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijheatmasstransfer.2022.123783</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<label>52.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Non-iterative reconstruction of time-domain sound pressure and rapid prediction of large-scale sound field based on IG-DRBEM and POD-RBF</article-title>. <source>J Sound Vibration</source> (<year>2024</year>) <volume>573</volume>:<fpage>118226</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jsv.2023.118226</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<label>53.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Catmull</surname>
<given-names>E</given-names>
</name>
<name>
<surname>Clark</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Recursively generated B-spline surfaces on arbitrary topological meshes</article-title>. <source>Computer-Aided Des</source> (<year>1978</year>) <volume>10</volume>:<fpage>350</fpage>&#x2013;<lpage>5</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0010-4485(78)90110-0</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B54">
<label>54.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiang</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A weak-form interpolation meshfree method for computing underwater acoustic radiation</article-title>. <source>Ocean Eng</source> (<year>2021</year>) <volume>233</volume>:<fpage>109105</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.oceaneng.2021.109105</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B55">
<label>55.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kirkup</surname>
<given-names>SM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The boundary element method in acoustics (Integrated sound software)</article-title> (<year>2007</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B56">
<label>56.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>TW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ochmann</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Boundary element acoustics fundamentals and computer codes</article-title>. <source>The J Acoust Soc America</source> (<year>2002</year>) <volume>111</volume>:<fpage>1507</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1121/1.1456929</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B57">
<label>57.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lu</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Liu</surname>
<given-names>Z</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Acoustic topology optimization of sound absorbing materials directly from subdivision surfaces with isogeometric boundary element methods</article-title>. <source>Computer Methods Appl Mech Eng</source> (<year>2020</year>) <volume>362</volume>:<fpage>112806</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2019.112806</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B58">
<label>58.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gao</surname>
<given-names>XW</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yang</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>An adaptive element subdivision technique for evaluation of various 2D singular boundary integrals</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2008</year>) <volume>32</volume>:<fpage>692</fpage>&#x2013;<lpage>6</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2007.12.004</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B59">
<label>59.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hong</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Review of dual boundary element methods with emphasis on hypersingular integrals and divergent series</article-title>. <source>Appl Mech Rev</source> (<year>1999</year>) <volume>52</volume>:<fpage>17</fpage>&#x2013;<lpage>33</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1115/1.3098922</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B60">
<label>60.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhong</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dong</surname>
<given-names>Y</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yuan</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>W</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A serendipity triangular patch for evaluating weakly singular boundary integrals</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2016</year>) <volume>69</volume>:<fpage>86</fpage>&#x2013;<lpage>92</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2016.05.003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B61">
<label>61.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Qin</surname>
<given-names>X</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A boundary face method for potential problems in three dimensions</article-title>. <source>Int J Numer Methods Eng</source> (<year>2009</year>) <volume>80</volume>:<fpage>320</fpage>&#x2013;<lpage>37</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.2633</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B62">
<label>62.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rong</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wen</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Efficiency improvement of the polar coordinate transformation for evaluating BEM singular integrals on curved elements</article-title>. <source>Eng Anal Boundary Elem</source> (<year>2014</year>) <volume>38</volume>:<fpage>83</fpage>&#x2013;<lpage>93</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2013.10.014</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B63">
<label>63.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Greengard</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rokhlin</surname>
<given-names>V</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A fast algorithm for particle simulations</article-title>. <source>J Comput Phys</source> (<year>1987</year>) <volume>73</volume>:<fpage>325</fpage>&#x2013;<lpage>48</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0021-9991(87)90140-9</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B64">
<label>64.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>LL</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhao</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lian</surname>
<given-names>HJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Yu</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Atroshchenko</surname>
<given-names>E</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A BEM broadband topology optimization strategy based on taylor expansion and soar method-application to 2d acoustic scattering problems</article-title>. <source>Int J Numer Methods Eng</source> (<year>2023</year>) <volume>124</volume>:<fpage>5151</fpage>&#x2013;<lpage>82</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.7345</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>