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使用带线近似的ODE解算器。 (英语) Zbl 1349.65692号

摘要:我们使用指数的广义高斯求积来开发一个新的ODE解算器。这些求积的节点和权重是针对给定的带宽限制(c)和用户选择的精度(epsilon)进行计算的,因此它们将函数(e^{ibx})与所有函数(|b|leqc)进行集成,精度为(epsilen)。这些求积的节点不像标准的基于多项式的高斯求积那样过于集中在区间的端点附近。由于这种性质,通常的隐式龙格-库塔(IRK)配置方法可以用于大量节点,只要所选择的求解非线性方程组的方法收敛即可。我们证明了所得到的ODE解算器是辛的,并证明(数值上)它是A-稳定的。我们使用这个被称为带限配置(BLC-IRK)的解算器来进行天体动力学中的轨道计算。由于BLC-IRK最小化了获得解所需的节点数,因此在这个问题中,我们的速度接近于传统的显式多步方法。

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65页第10页 含辛积分器的哈密顿系统的数值方法
65天30分 数值积分
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
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参考文献:

[1] Berghe,G.V。;Meyer,H.D。;Daele,M.V。;Hecke,T.V.,指数拟合Runge-Kutta方法,J.Compute。申请。数学。,125, 1, 107-115 (2000) ·Zbl 0999.65065号
[2] Beylkin,G。;Monzón,L.,关于指数的广义高斯求积及其应用,应用。计算。哈蒙。分析。,12, 3, 332-373 (2002) ·Zbl 1015.65012号
[3] Beylkin,G。;Sandberg,K.,《使用带限函数基的波传播》,《波运动》,41,3,263-291(2005)·Zbl 1189.76456号
[4] 博伊德,J.P。;Gassner,G。;Sadiq,B.A.,《长条元素中(h)-精化的非收敛性》,《科学杂志》。计算。,57, 1-18 (2013) ·Zbl 1282.65148号
[5] 布拉德利,B.K。;琼斯,B.A。;Beylkin,G。;Axelrad,P.,《天体动力学中的一种新的数值积分技术》,(第22届AAS/AIAA航天飞行力学年会,第22届IAS/AIAA太空飞行力学年会,南卡罗来纳州查尔斯顿,2012年1月29日至2月2日)
[6] 布莱德利,B.K。;琼斯,B.A。;Beylkin,G。;桑德伯格,K。;Axelrad,P.,《天体动力学的有限带宽隐式Runge-Kutta积分》,Celest。机械。动态。阿童木。(2013),提交出版·Zbl 1298.65037号
[7] 布罗克·P。;Murray,F.J.,逐步积分中指数和的使用,数学。表其他辅助计算。,6, 38, 63-78 (1952) ·Zbl 0046.34301号
[8] de Vyver,H.V.,指数拟合Runge-Kutta方法的频率评估,J.Compute。申请。数学。,184, 2, 442-463 (2005) ·Zbl 1077.65082号
[9] Dekker,K。;Verwer,J.G.,刚性非线性微分方程的Runge-Kutta方法的稳定性(1984),北荷兰:北荷兰阿姆斯特丹·Zbl 0571.65057号
[10] 国防部世界大地测量系统,国防测绘局技术报告(1987),技术报告,DMA TR 8350.2
[11] Dutt,A。;Greengard,L。;Rokhlin,V.,《常微分方程的谱延迟校正方法》,BIT Numer。数学。,40, 2, 241-266 (2000) ·Zbl 0959.65084号
[12] Gautschi,W.,基于三角多项式的常微分方程数值积分,Numer。数学。,3, 1, 381-397 (1961) ·Zbl 0163.39002号
[13] Glaser,A。;Rokhlin,V.,一类新的高精度常微分方程解算器,J.Sci。计算。,38, 3, 368-399 (2009) ·Zbl 1203.65102号
[14] 戈特利布,D。;Orszag,S.A.,谱方法的数值分析:理论和应用,CBMS-NSF应用数学区域会议系列,第26卷(1977年),工业和应用数学学会:工业和应用算术学会,宾夕法尼亚州费城·Zbl 0412.65058号
[15] 黄,J。;贾,J。;Minion,M.,《加速光谱延迟校正方法的收敛》,J.Compute。物理。,214, 2, 633-656 (2006) ·Zbl 1094.65066号
[16] Iserles,A.,《微分方程数值分析第一课程》(1996),剑桥大学出版社
[17] Ixaru,L.G。;Rizea,M。;Berghe,G.V。;Meyer,H.D.,一阶常微分方程指数拟合多步算法的权重,J.Compute。申请。数学。,132, 1, 83-93 (2001) ·Zbl 0991.65061号
[18] Ixaru,L.G.(伊克萨鲁,L.G.)。;Vanden,B.G。;De Meyer,H.,ODE指数拟合多步算法中的频率评估,J.Compute。申请。数学。,140, 1, 423-434 (2002) ·Zbl 0996.65075号
[19] 贾,J。;黄,J.,Krylov线转置延迟校正加速法,J.Compute。物理。,227, 3, 1739-1753 (2008) ·Zbl 1134.65064号
[20] Kong,W.Y。;Rokhlin,V.,基于长椭球波函数的一类新的高精度微分方案,应用。计算。哈蒙。分析。,33226-260(2012年)·Zbl 1247.65029号
[21] Kushnir博士。;Rokhlin,V.,刚性常微分方程的高精度求解器,SIAM J.Sci。计算。,34、3、A1296-A1315(2012)·Zbl 1246.65103号
[22] Landau,H.J。;Pollak,H.O.,《Prolate椭球波函数,傅里叶分析和不确定性II》,贝尔系统。《技术期刊》,40,65-84(1961)·Zbl 0184.08602号
[23] Landau,H.J。;Pollak,H.O.,《Prolate椭球波函数,傅里叶分析和不确定性III》,贝尔系统。《技术期刊》,411295-1336(1962)·Zbl 0184.08603号
[24] A.T.莱顿。;Minion,M.L.,Picard积分延迟校正方法的正交节点选择的含义,常微分方程,BIT-Numer。数学。,45, 2, 341-373 (2005) ·Zbl 1078.65552号
[25] 莱莫恩,F.G。;南卡罗来纳州凯尼恩。;因子,J.K。;Trimmer,R.G。;Pavlis,N.K。;Chinn,D.S。;考克斯,C.M。;Klosko,S.M。;Luthcke,S.B。;Torrence,M.H.,NASA GSFC和美国国家图像与制图局(NIMA)联合开发的地球位模型EGM96(1998),NASA,19980218814
[26] Mäkelä,M。;俄亥俄州内瓦林纳。;Sipilä,A.H.,广义Hermite-Birkhoff插值的指数拟合多步方法,BIT-Numer。数学。,14437-451(1974年)·Zbl 0278.65079号
[27] 奥西波夫,A。;Rokhlin,V。;Xiao,H.,零阶延拓球面波函数(2013),Springer·Zbl 1287.65015号
[28] 雷诺兹,M。;Beylkin,G。;Monzón,L.,关于带限指数的广义高斯求积,应用。计算。哈蒙。分析。,34, 352-365 (2013) ·Zbl 1264.65032号
[29] 桑德伯格,K。;Wojciechowski,K.J.,《EPS方法:构造伪谱导数算子的新方法》,J.Comp。生理学。,230-155836-5863(2011)·Zbl 1220.65029号
[30] Sanz-Serna,J.M.,哈密顿系统的Runge-Kutta格式,BIT-Numer。数学。,28, 877-883 (1988) ·兹比尔0655.70013
[31] Slepian,D.,Prolate椭球波函数,傅里叶分析和不确定性IV.向多维度的扩展;广义长椭球函数,贝尔系统。《技术期刊》,43,3009-3057(1964)·Zbl 0184.08604号
[32] Slepian,D.,长球面波函数的一些渐近展开,J.Math。物理。,44, 99-140 (1965) ·Zbl 0128.29601号
[33] Slepian,D.,Prolate椭球波函数,傅里叶分析和不确定性V.离散情况,贝尔系统。《技术期刊》,57,1371-1430(1978)·Zbl 0378.33006号
[34] Slepian,D.,《关于傅里叶分析、不确定性和建模的一些评论》,SIAM Rev.,25,3,379-393(1983)·Zbl 0571.94004号
[35] Slepian,D。;Pollak,H.O.,《Prolate椭球波函数,傅里叶分析和不确定度I》,贝尔系统。《技术期刊》,40,43-63(1961)·Zbl 0184.08601号
[36] Xiao,H。;Rokhlin,V。;Yarvin,N.,Prolate椭球波函数,求积和插值,逆问题。,17, 4, 805-838 (2001) ·Zbl 0991.65024号
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