Надо сделать таблицу с 2 полями:
1)index - bigint unsigned
2)value - того типа, который должны иметь элементы массива
Массив хранится в следуюшем формате. Пусть к - максимальное число элементов вдоль одной размерности. Всего элементов к в степени N.
Для каждого элемента будет одна запись.
Index будет принимать значения от одного до к в степени N.
Y(x1,..xn) храним в поле value записи с index, равным x1*k^0 +x2^k^1+...+xN*k^(N-1)
Для добавления массива просто копируем столбец value k раз и продолжаем индексы.
Размерность придется хранить где-то отдельно.
Выражения k^i можно где-то закешировать.

Исправляю 3 с конца строчку:
Для увеличения размерности на 1 просто копируем столбец value k раз и продолжаем индексы.

Еще добавлю, что число элементов по одной размерности можно округлить до степени двойки, и вычислять те числа битовыми операциями.
Кроме того, по полю индекс должен быть сделан кластерный индекс(сорри за тавтологию:))