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基于最大值原理和粘性Cahn-Hilliard方程的高阶无延迟积分器。 (英语) Zbl 07845586号

小结:众所周知,稳定方法可以在保持稳定性的同时允许较大的时间步长。然而,如果时间步长缩放没有得到很好的解决,它可能会“减缓收敛速度”或导致“延迟收敛”。通过考虑空间中的四阶粘性Cahn Hilliard(VCH)方程,我们提出了一类高达四阶的单步方法,这些方法能够以高阶精度和无时间延迟的方式捕捉正确的物理行为。通过将VCH重新表述为一个由二阶扩散项和一个涉及算子((I-\nu\Delta)^{-1})的非线性项组成的系统,我们首先开发了一种估计具有Ginzburg-Landau或Flory-Huggins势的VCH方程的最大界的通用方法。然后,通过利用新的递归逼近并采用一种时间步长相关的镇定方法,我们提出了一类镇定Runge-Kutta方法,该方法在不影响收敛性的情况下,保持了任何时间步长的最大值原理。最后,我们将镇定方法转换为参数Runge-Kutta公式,估计重缩放时间步长,并通过松弛技术消除时滞。在适当选择镇定参数的情况下,严格证明了所提出的参数松弛积分器是质量守恒的、最大原理守恒的,并且在温和正则性假设下,以(p)阶精度估计了在(l^{infty})范数中的收敛性。对多维基准问题进行了数值实验,以证明所提方案的稳定性、准确性和结构保持性。

MSC公司:

35B50型 PDE背景下的最大原则
35K35型 高阶抛物型方程的初边值问题
35K58型 半线性抛物型方程
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
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全文: 内政部

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