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一般多符号哈密顿偏微分方程的两类线性隐式局部能量保持方法。 (英语) Zbl 1453.65437号

摘要:利用不变能量求积(IEQ)方法,针对一般多符号哈密顿系统提出了两类高效且鲁棒的方案。这些方案是线性的、二阶精度的、局部能量保持的、全局能量保持的。它们不限于状态函数非线性部分的特定形式,只需要在每个时间步长求解线性方程组。我们将新方案应用于各种多符号哈密顿偏微分方程,以证明其有效性、计算效率和准确性。

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65页第10页 含辛积分器哈密顿系统的数值方法
37K10型 完全可积无穷维哈密顿和拉格朗日系统、积分方法、可积性检验、可积层次(KdV、KP、Toda等)
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿舍尔,U.M。;McLachlan,R.I.,《关于KdV方程的辛和多辛格式》,J.Sci。计算。,25, 83-104 (2005) ·Zbl 1203.65277号
[2] 阿舍尔,U.M。;McLachlan,R.I.,《多辛箱格式和Korteweg-de-Veries方程》,应用。数字。数学。,48255-269(2004年)·Zbl 1038.65138号
[3] Bao,W。;Cai,Y.,带角动量旋转的Gross-Pitaevskii方程有限差分方法的最佳误差估计,数学。计算。,82, 99-128 (2013) ·Zbl 1264.65146号
[4] 布里奇斯,T.J。;Reich,S.,《多符号积分器:保持辛性的哈密顿偏微分方程的数值格式》,Phys。莱特。A、 284184-193(2001)·Zbl 0984.37104号
[5] 布里奇斯,T.J。;Reich,S.,Zakharov-Kuznetsov和浅水方程的多符号谱离散,Phys。D: 非线性现象。,152, 491-504 (2001) ·Zbl 1032.76053号
[6] Byland,B.,多辛积分(2007),梅西大学:新西兰梅西大学,博士论文
[7] Cai,J.X.,正则长波方程的一种新的显式多符号格式,J.Math。物理。,50, 013535, 1-16 (2009) ·Zbl 1200.76140号
[8] 蔡,J。;Bai,C。;Zhang,H.,N耦合非线性薛定谔方程的解耦局部/全局能量保持方案,J.Compute。物理。,374, 281-299 (2018) ·Zbl 1416.65510号
[9] 蔡,J。;Hong,J。;Wang,Y.S.,Klein-Gordon-Schrödinger方程的局部能量和动量守恒格式及收敛分析,Numer。方法部分差异。Equ.、。,33, 1329-1351 (2017) ·Zbl 1377.65101号
[10] 蔡伟(Cai,W.)。;江,C。;Wang,Y.,带Neumann边界条件的二维sine-Gordon方程的结构保持算法(2018)
[11] 蔡,J。;王,Y。;Liang,H.,耦合非线性薛定谔方程的局部能量保持和动量保持算法,J.Compute。物理。,239, 30-50 (2013) ·Zbl 1284.35393号
[12] 蔡,J。;王,Y。;Jiang,C.,一般多符号哈密顿偏微分方程的局部结构表示算法,计算。物理学。社区。,235, 210-220 (2019) ·Zbl 07682901号
[13] 卡瓦尔坎蒂,J.R。;Dumbser,M。;Marques,D。;Junior,C.R.F.,非结构化网格上标量输运的具有时间精确局部时间步进的保守有限体积格式,Adv.Water Resour。,86, 217-230 (2015)
[14] Chen,J.B。;秦,M.Z.,非线性薛定谔方程的多符号傅里叶伪谱方法,电子。事务处理。数字。分析。,12, 193-204 (2001) ·Zbl 0980.65108号
[15] Christiansen,P.L。;Lomdahl,P.S.,(2+1)维Sine-Gordon孤子的数值解,物理。D、 2482-494(1981)·Zbl 1194.65122号
[16] 科恩,D。;奥雷恩,B。;Raynaud,X.,《Camassa-Holm方程的多符号积分》,J.Compute。物理。,2275492-5512(2008年)·Zbl 1148.65093号
[17] Dahlby,M。;Owren,B.,推导偏微分方程保积分数值方法的一般框架,SIAM J.Sci。计算。,33, 2318-2340 (2011) ·Zbl 1246.65240号
[18] 龚,Y。;蔡,J。;Wang,Y.,Hamilton偏微分方程一般多符号公式的一些新的结构表示算法,J.Compute。物理。,279, 80-102 (2014) ·Zbl 1352.65647号
[19] 冈萨雷斯,O。;Simo,J.C.,关于具有对称性的非线性哈密顿系统的辛和能量动量算法的稳定性,Comput。方法应用。机械。工程,134197-222(1996)·Zbl 0900.70013号
[20] Hong,J。;江,S。;Li,C.,Klein-Gordon-Schrödinger方程的显式多符号方法,J.Compute。物理。,228, 3517-3532 (2009) ·Zbl 1164.65035号
[21] Islas,A.L.公司。;Schber,C.M.,广义Schrödinger方程的多符号方法,未来遗传学。计算。系统。,19, 403-413 (2003)
[22] 伊藤,T。;Abe,K.,基于变分差商的哈密顿守恒离散正则方程,J.Compute。物理。,76, 85-102 (1998) ·Zbl 0656.70015号
[23] 江,C。;蔡伟(Cai,W.)。;Wang,Y.,基于不变能量求积方法的sine-Gordon方程的线性隐式局部能量保持格式,J.Sci。计算。,80, 1629-1655 (2019) ·Zbl 1428.65028号
[24] Kong,L.公司。;Hong,J。;Zhang,J.,Maxwell方程的分裂多符号积分器,J.Compute。物理。,229, 4259-4278 (2010) ·Zbl 1192.78045号
[25] Kong,L.公司。;魏,P。;Y.Hong。;张,P。;Wang,P.,三耦合非线性薛定谔方程的高效节能方案(2019),数学。方法应用。科学·Zbl 1416.65270号
[26] 莱姆库勒,B。;Reich,S.,《模拟哈密顿动力学》(2004),剑桥大学出版社:英国剑桥大学出版社·Zbl 1069.65139号
[27] Matsuo,T。;Furihata,D.,《复值非线性偏微分方程的耗散或保守有限差分格式》,J.Compute。物理。,171, 425-447 (2001) ·Zbl 0993.65098号
[28] 麦克拉克伦,R.I。;Quispel,G.R.W。;Robidoux,N.,使用离散梯度的几何积分,Philos。事务处理。R.Soc.A,3571021-1046(1999)·Zbl 0933.65143号
[29] 麦克拉克伦,R.I。;Wilkins,M.C.,《多符号金刚石方案》,SIAM J.Sci。计算。,37、A369-A390(2015)·Zbl 1334.37095号
[30] 摩尔,B.E。;Reich,S.,多符号积分方法的向后误差分析,数值。数学。,95, 625-652 (2003) ·Zbl 1033.65113号
[31] Mu,Z。;龚,Y。;蔡伟(Cai,W.)。;Wang,Y.,Cahn-Hilliard方程的高效局部能量耗散保持算法,J.Compute。物理。,374, 654-667 (2018) ·Zbl 1416.65276号
[32] Quispel,G.R.W。;McLaren,D.I.,一类新的保能数值积分方法,J.Phys。A、 41、045206、1-7(2008年)·Zbl 1132.65065号
[33] Radu,F.A。;库马尔,K。;Nordbotten,J.M。;Pop,L.S.,多孔介质中两相流的稳健、质量守恒方案,包括Höoder连续非线性,IMA J.Numer。分析。,38, 884-920 (2018) ·Zbl 1477.76055号
[34] 沈杰。;徐,J。;Yang,J.,梯度流的sclar辅助变量(SAV)方法,J.计算。物理。,353, 407-416 (2018) ·Zbl 1380.65181号
[35] 沈杰。;徐,J。;Yang,J.,梯度流的一类新型高效稳健能量稳定方案,SIAM Rev.,61,474-506(2019)·Zbl 1422.65080号
[36] Sheng,Q。;Khaliq,A.Q.M。;Voss,D.A.,通过分裂余弦方案对二维Sine-Gordon孤子的数值模拟,数学。计算。模拟。,68, 355-373 (2005) ·Zbl 1073.65095号
[37] Shi,W。;吴,X。;Xia,J.,哈密顿波动方程的显式多符号扩展跳跃编程方法,J.Compute。物理。,231, 7671-7694 (2012) ·Zbl 1284.65186号
[38] 孙,Y。;Tse,P.S.P.,麦克斯韦方程的辛和多符号数值方法,J.Compute。物理。,2302076-2094(2011年)·Zbl 1210.78029号
[39] Wang,Y.S。;王,B。;Qin,M.Z.,偏微分方程的局部结构保护算法,科学。中国Ser。A、 数学。,51, 2115-2136 (2008) ·Zbl 1179.65115号
[40] 均聚物共混物相场模型的Yang、线性、线性、一阶和二阶无条件稳定数值格式,J.Compute。物理。,327, 294-316 (2016) ·Zbl 1373.82106号
[41] Yang,X.先生。;Ju,L.,相场弹性弯曲能量模型的具有无条件能量稳定性的有效线性格式,计算。方法应用。机械。工程,315691-712(2017)·Zbl 1439.74165号
[42] Zhao,P.F。;Qin,M.Z.,KdV方程的多辛几何和多符号Preissmann格式,J.Phys。A、 数学。Gen.,33,3613-3626(2000)·Zbl 0989.37062号
[43] 朱,H。;Tang,L。;Song,S。;Tang,Y。;Wang,D.,哈密顿波方程的辛小波配置法,J.Compute。物理。,229, 2550-2572 (2010) ·Zbl 1185.65194号
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