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第13卷第4期
非线性Schrödinger方程长时间动力学的指数波积分器的一致误差界

岳峰,郭一成&袁永军

东亚J.应用。数学。,13(2023),第980-1003页。

在线发布:2023-10

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  • 摘要

我们建立了带波算子的非线性薛定谔方程(NLSW)长期动力学的指数波积分器傅里叶伪谱(EWI-FP)方法的一致误差界,其中非线性强度用$varepsilon^{2p}表示$\varepsilon\in(0,1]$是一个无量纲参数,$p\in\mathbb{N}^+$。当$0<\varepsilon\ll 1时,该问题的长期动力学等价于具有$\mathscr{O}(1)$-非线性和$\mathcr{O}(\varepsi lon)$-初始数据的NLSW。NLSW采用EWI-FP方法进行数值求解,该方法将用于时间离散的指数波积分器与空间傅里叶伪谱方法相结合。我们严格地在$\mathscr{O}(H^{m-1}+\varepsilon^{2p-\beta}\tau^2)$处建立了EWI-FP方法的统一$H^1$-误差界,直到$\mathr{O}(1/\varepsilon^\beta)$处为止,其中$0\le\beta\le2p$、网格大小$H、时间步长$\tau$和$m≥2$是一个整数,具体取决于精确解的正则性。最后,数值结果证实了EWI-FP方法的误差估计,并表明其收敛速度很快。

  • AMS主题标题

35Q55、65M12、65M15、65M70、81-08

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我们建立了具有波算子的非线性薛定谔方程(NLSW)的长时间动力学的指数波积分器傅立叶伪谱(EWI-FP)方法的一致误差界,其中非线性的强度由$\varepsilon^{2p}表征$\varepsilon\in(0,1]$是一个无量纲参数,$p\in\mathbb{N}^+$。当$0<\varepsilon\ll 1时,该问题的长期动力学等价于具有$\mathscr{O}(1)$-非线性和$\mathcr{O}(\varepsi lon)$-初始数据的NLSW。NLSW采用EWI-FP方法进行数值求解,该方法将用于时间离散的指数波积分器与空间傅里叶伪谱方法相结合。我们严格地在$\mathscr{O}(H^{m-1}+\varepsilon^{2p-\beta}\tau^2)$处建立了EWI-FP方法的统一$H^1$-误差界,直到$\mathr{O}(1/\varepsilon^\beta)$处为止,其中$0\le\beta\le2p$、网格大小$H、时间步长$\tau$和$m≥2$是一个整数,具体取决于精确解的正则性。最后,数值结果证实了EWI-FP方法的误差估计,并表明其收敛速度很快。

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我们建立了带波算子的非线性薛定谔方程(NLSW)长期动力学的指数波积分器傅里叶伪谱(EWI-FP)方法的一致误差界,其中非线性强度用$varepsilon^{2p}表示$\varepsilon\in(0,1]$是一个无量纲参数,$p\in\mathbb{N}^+$。当$0<\varepsilon\ll 1时,该问题的长期动力学等价于具有$\mathscr{O}(1)$-非线性和$\mathcr{O}(\varepsi lon)$-初始数据的NLSW。NLSW采用EWI-FP方法进行数值求解,该方法将用于时间离散的指数波积分器与空间傅里叶伪谱方法相结合。我们严格地在$\mathscr{O}(H^{m-1}+\varepsilon^{2p-\beta}\tau^2)$处建立了EWI-FP方法的统一$H^1$-误差界,直到$\mathr{O}(1/\varepsilon^\beta)$处为止,其中$0\le\beta\le2p$、网格大小$H、时间步长$\tau$和$m≥2$是一个整数,具体取决于精确解的正则性。最后,数值结果证实了EWI-FP方法的误差估计,并表明其收敛速度很快。

岳峰、郭一晨和袁永军。(2023). 含波算子非线性薛定谔方程长时间动力学指数波积分器的一致误差界。东亚应用数学杂志.13(4).980-1003.doi:10.4208年5月23日至10月60523日
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