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关于积分高振荡哈密顿系统的一些困难。 (英语) Zbl 0971.65113号

Deuflhard,Peter(ed.)等人,《计算分子动力学:挑战、方法和思想》。第二届高分子建模算法国际研讨会论文集,德国柏林,1997年5月21日至24日。柏林:斯普林格。莱克特。注释计算。科学。工程4,281-296(1999)。
摘要:高振荡哈密顿系统的数值积分,如分子动力学或哈密顿偏微分方程中产生的系统,是一项具有挑战性的任务。已经提出了各种方法来克服显式方法(如Verlet方法)的步长限制。其中包括多次迭代、约束动力学和隐式方法。在本文中,我们研究了时间可逆的半隐式方法的适用性。这里,半隐式意味着只有高度振荡的部分才能通过一种隐式方法进行积分,例如中点方法或它的能量守恒变体。希望这种方法将允许人们使用比快速振荡周期(varepsilon)大得多的步长(k)。
然而,我们的结果并不令人鼓舞。即使在没有共振型不稳定性的情况下,我们也表明,一般来说,必须要求(k^2/varepsilon)足够小。否则,该方法可能会变得不稳定和/或导致对缓慢变化的解决方案组件的错误近似。在某些情况下,为了避免这种危险,后一种情况甚至可能要求\(k/\varepsilon\)较小。虽然某些(半隐式)节能方法被证明对某些模型问题是稳健的,但在相应的约束动力学公式可能不容易推导和使用的情况下,对于其他简单模型问题,它们也可能产生看似虚假的错误解。
关于整个系列,请参见[Zbl 0904.00046号].

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65页第10页 含辛积分器哈密顿系统的数值方法
2015年11月37日 动力系统的离散化方法和积分器(辛、变分、几何等)
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