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非线性发展方程自适应积分的实用分裂方法。二: 非线性薛定谔方程和波动方程的局部误差估计和步长选择策略的比较。 (英语) Zbl 07682592号

摘要:我们比较了非线性薛定谔方程自适应分裂方法的实际性能。评估了不同的局部误差估计方法的准确性和效率,以及有希望的步长自适应策略。数值比较包括具有爆破解的三次非线性薛定谔方程、耦合非线性薛定锷方程组、振荡势诱导波混沌下的转动方程和Gross-Pitaevskii方程,以及具有含时势的量子控制模型。最后,对于非线性波动方程,我们证明了在CFL条件规定的边界附近的自适应步长选择策略增强了计算稳定性。
第一部分见[作者,BIT 57,No.1,55-74(2017;兹比尔1359.65080)].

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65-XX岁 数值分析
92至XX 生物学和其他自然科学

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参考文献:

[1] Pethick,C.J。;Smith,H.,《稀气体中的玻色-爱因斯坦凝聚》(2008),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社
[2] O·阿龙。;Streltsov,A。;Cederbaum,L.,物理学。版本A,77,033613(2008)
[3] 加藤,T。;Kono,H.,化学。物理学。莱特。,392, 533-540 (2004)
[4] 科赫,O。;Neuhauser,C。;Thalhammer,M.,M2AN数学。模型。数字。分析。,47, 1265-1284 (2013)
[5] Zanghellini,J。;Kitzler,M。;费边,C。;T·布拉贝克。;Scrinzi,A.,《激光物理学》。,13, 1064-1068 (2003)
[6] 佐藤,T。;石川,K.L.,Phys。版本A,88,023402(2013)
[7] Ullrich,C.A.,《时间相关密度泛函理论:概念与应用》(2011),牛津大学出版社:牛津大学出版社;纽约
[8] Donsa,S。;霍夫施泰特,H。;科赫,O。;伯格费尔,J。;Březinová,I.,物理。版次A,96,043630(2017)
[9] 伊齐诺娃。;柯林斯。;路德维希,K。;施耐德,B。;Burgdörfer,J.,《物理学》。版本A,83,043611(2011)
[10] Auzinger,W。;科赫,O。;Quell,M.,数字。算法,75,261-283(2017)·Zbl 1365.65212号
[11] Feist,J。;Nagele,S。;Pazourek,R。;佩尔松,E。;施耐德,B.I。;洛杉矶柯林斯。;Burgdörfer,J.,《物理学》。版本A,77,043420(2008)
[12] 伊齐诺娃。;Lode,A.U.J。;Streltsov,A.I。;O.E.阿龙。;Cederbaum,L.S。;Burgdörfer,J.,《物理学》。版本A,86,013630(2012)
[13] 哈克斯顿,D。;Lawler,K。;C.McCurdy,物理学。版本A,83,063416(2011)
[14] 海尔,E。;Nørsett,S。;Wanner,G.,解常微分方程I(1987),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York·Zbl 0638.65058号
[15] Hairer,大肠杆菌。;卢比奇,C。;Wanner,G.,几何-数值积分(2002),Springer-Verlag:Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York·兹比尔0994.65135
[16] 安托万,X。;Bao,W。;Besse,C.,计算。物理学。Comm.,184,2621-2633(2013)·Zbl 1344.35130号
[17] Bao,W。;蔡,Y.,Kinet。相关。模型,6,1-135(2013)·Zbl 1266.82009年
[18] Chang,Q。;贾,E。;Sun,W.,J.计算。物理。,148, 397-415 (1999) ·Zbl 0923.65059号
[19] Bao,W。;唐奇。;Xu,Z.,J.计算。物理。,235, 423-445 (2013) ·Zbl 1291.35329号
[20] 江,S。;Greengard,L。;Bao,W.,SIAM J.科学。计算。,36,B777-B794(2014)·Zbl 1307.65184号
[21] Bao,W。;江,S。;唐奇。;Zhang,Y.,J.计算。物理。,296, 72-89 (2015) ·Zbl 1354.65200号
[22] Bao,W。;唐,Q。;Zhang,Y.、Commun。计算。物理。,19, 1141-1166 (2016) ·Zbl 1388.65115号
[23] Chartier,P。;毛瑟,N。;梅哈特,F。;Zhang,Y.,离散Contin。动态。系统。,9, 1327-1349 (2016) ·Zbl 1457.65075号
[24] Chartier,P。;梅哈特,F。;Thalhammer,M。;张毅,数学。公司。,85, 2863-2885 (2016) ·Zbl 1344.35131号
[25] 卡利亚里,M。;奥斯特曼,A。;Piazzola,C.,J.计算。申请。数学。,316, 74-85 (2017) ·Zbl 1373.81195号
[26] P.Chartier,L.Le Treust,F.Méhats,半经典薛定谔方程的一致精确方法。第1部分:方案和模拟的构建,2017年。预打印可从https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01140880v2。 ·Zbl 1431.35166号
[27] Jahnke,T。;卢比奇,C.,BIT,40735-744(2000)·Zbl 0972.65061号
[28] Thalhammer,M.,SIAM J.Numer。分析。,50, 3231-3258 (2012) ·Zbl 1267.65116号
[29] Lubich,C.,数学。公司。,77, 2141-2153 (2008) ·Zbl 1198.65186号
[30] Hofstätter,H。;科赫,O。;Thalhammer,M.,数字。数学。,127, 315-364 (2014) ·Zbl 1305.65197号
[31] 鲍,W。;蔡毅,数学。公司。,82, 99-128 (2013) ·兹比尔1264.65146
[32] Auzinger,W。;科赫,O。;Thalhammer,M.,J.计算。申请。数学。,255, 384-403 (2013) ·Zbl 1291.65282号
[33] Auzinger,W。;Hofstätter,H。;科赫,O。;Thalhammer,M.,J.计算。申请。数学。,273, 182-204 (2014) ·Zbl 1294.35115号
[34] 科赫,O。;Neuhauser,C。;Thalhammer,M.,应用。数字。数学。,63, 14-24 (2013) ·Zbl 1255.65102号
[35] Söderlind,G.,应用。数字。数学。,56, 488-502 (2006) ·Zbl 1089.65078号
[36] Söderlind,G。;Wang,L.,J.计算。申请。数学。,185, 225-243 (2006) ·Zbl 1077.65086号
[37] Auzinger,W。;科赫,O。;Thalhammer,M.,J.计算。申请。数学。,236, 2643-2659 (2012) ·Zbl 1238.65091号
[38] 苏莱姆,C。;Sulem,P.-L.,非线性薛定谔方程,应用。数学。《科学》(1999),Springer-Verlag:Springer-Verlag New York·Zbl 0928.35157号
[39] Wadati先生。;Iizuka,T。;Hisakado,M.和J.Phys。日本社会,612241-2245(1992)
[40] A.Iserles,K.Kropielnicka,P.Singh,《关于含时势的半经典薛定谔方程的离散化》,2015年。预印本,可从http://www.damtp.cam.ac.uk/user/na/na_papers/NA2015_02.pdf。
[41] Auzinger,W。;科赫,O。;Thalhammer,M.,数字。算法,70,61-91(2015)·Zbl 1325.65131号
[42] P.Chartier,L.Le Treust,F.Méhats,半经典薛定谔方程的一致精确方法。第2部分:线性案例的数值分析,2017年。可从以下位置重印https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01257753。 ·Zbl 1431.35166号
[43] 布兰斯,S。;卡萨斯,F。;Farrés,A。;拉斯卡尔,J。;Makazaga,J。;Murua,A.,应用。数字。数学。,68, 58-72 (2013) ·Zbl 1263.85007号
[44] W.Auzinger,H.Hofstätter,O.Koch,各种分裂方法的系数,2017年。网址:http://www.asc.tuwien.ac.at/温弗里德/斯普利特/·Zbl 1524.65248号
[45] Auzinger,W。;Hofstätter,H。;Ketcheson,D。;Koch,O.,BIT,57,55-74(2017)·Zbl 1359.65080号
[46] 弗里戈,M。;约翰逊,S.,Proc。IEEE,93,216-231(2005)
[47] J.Bezanson,A.Edelman,S.Karpinski,V.Shah,Julia:《数值计算的新方法》,2017年。统一资源定位地址http://julialang.org/publications/julia-fresh-approach-BEKS.pdf。 http://doi.org/10.1137/1141000671,julialang.org·Zbl 1356.68030号
[48] 奥辛格,W。;Herfort,W.,Opuscula数学。,34, 243-255 (2014) ·Zbl 1333.65055号
[49] Strang,G.,SIAM J.数字。分析。,5, 506-517 (1968) ·Zbl 0184.38503号
[50] 出版社,W。;弗兰纳里,B。;Teukolsky,S。;Vetterling,W.,《C中的数字配方-科学计算的艺术》(1988),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社,英国剑桥·Zbl 0661.65001号
[51] Söderlind,G.,数字。算法,31281-310(2002)·Zbl 1012.65080号
[52] Söderlind,G.,ACM翻译。数学。软质。,29, 1-26 (2003) ·Zbl 1097.93516号
[53] Stetter,H.J.,数字。数学。,29, 425-443 (1978) ·Zbl 0362.65052号
[54] 伊斯梅尔,M。;Taha,T.,数学。计算。模拟,56547-562(2001)·Zbl 0972.78022号
[55] Bao,W。;Shen,J.,SIAM J.科学。计算。,26, 2010-2028 (2005) ·Zbl 1084.35083号
[56] Bao,W。;李,H。;Shen,J.,SIAM J.科学。计算。,31, 3685-3711 (2009) ·兹比尔1205.82096
[57] Bao,W。;Wang,H.,J.计算。物理。,217, 612-626 (2006) ·Zbl 1160.82343号
[58] 鲍,W。;杜琪。;Zhang,Y.,SIAM J.应用。数学。,66, 758-786 (2006) ·Zbl 1141.35052号
[59] W.Auzinger,I.Březinová,H.Hofstätter,M.Quell,非线性发展方程自适应积分的实用分裂方法。第二部分:非线性薛定谔方程和波动方程局部误差估计和步长选择策略的比较,ASC报告14/2017,Ana研究所。和科学。计算。维也纳理工大学,2017年。可在http://www.asc.tuwien.ac.at/preprint/2017/asc14x2017.pdf。
[60] 滕,Z.-H.,SIAM J.Numer。分析。,31, 43-63 (1994) ·Zbl 0796.65100号
[61] Tang,T。;滕,Z.-H.T.,SIAM J.Numer。分析。,32, 110-127 (1995) ·Zbl 0860.65087号
[62] 吉蒙德,J.-L。;Minev,P。;Salgado,A.,数学。公司。,81, 1951-1977 (2012) ·Zbl 1307.65145号
[63] Besse,N.,SIAM J.数字。分析。,350-382 (2004) ·Zbl 1071.82037号
[64] 北贝塞。;Mehrenberger,M.,数学。公司。,77, 93-123 (2008) ·Zbl 1131.65080号
[65] 吉蒙德,J.-L。;Minev,P.,J.计算。申请。数学。,310, 92-103 (2017) ·Zbl 1381.76217号
[66] Hochbruck,M。;Jahnke,T。;Schnaubert,R.,编号。数学。,129, 535-561 (2015) ·兹比尔1323.78018
[67] Buchholz,S。;Gauckler,L。;格林五世。;Hochbruck,M。;Jahnke,T.,IMA J.数字。分析。(2017),在线发布
[68] Hansen,E。;奥斯特曼,A.,IMA J.Numer。分析。,30, 857-869 (2010) ·Zbl 1211.65117号
[69] 唐宁格,R。;Schlag,W.,非线性,242547-2562(2011)·兹比尔1244.35018
[70] Strikwerda,J.,《有限差分格式和偏微分方程》(1989),Wadsworth&Brooks/Cole:Wadsworth&Brooks/Cole Pacific Grove·Zbl 0681.65064号
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