查尔斯·库里;布伦朱尔夫·奥雷恩 可变步长无换向器李群积分器。 (英语) 兹比尔1437.65225 数字。算法 82,第4期,1359-1376(2019). 摘要:我们介绍了变步长无换向器李群积分器,其中的误差控制是通过嵌入Runge-Kutta对实现的。这些是利用李群作用积分齐次空间上初值问题的方案。重点是无换向器方法,在这种方法中,近似是通过合成李群指数生成的流来发展的。这些方法是通过Butcher的Runge-Kutta表的推广进行编码的,但众所周知,要获得给定阶次的方案,必须满足比经典RK方案更多的阶次条件。这些额外的考虑使设计嵌入式对的任务复杂化。此外,虽然RK方案的计算成本通常由函数求值决定,但在大多数情况下,无换向器李群积分器的主要成本来自计算李群指数。因此,我们给出了几类3(2)阶和4(3)阶方法的Butcher表,其设计目的是最小化每个时间步长所需的李群指数数,并简要讨论了实际的误差控制机制。然后将这些方法应用于说明预期行为的一系列示例。 引用于2文件 MSC公司: 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) 65升05 常微分方程初值问题的数值方法 65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法 关键词:李群积分器;自适应误差控制;几何积分;无换向器方法 软件:MATLAB ODE套件;Matlab公司;代码23;代码113;奥德15;代码23;代码45 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{C.Curry}和\textit{B.Owren},数字。算法82,No.4,1359--1376(2019;Zbl 1437.65225) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Berland,H。;奥雷恩,B。;Skaflestad,B.,B系列和指数积分器的阶条件,SIAM J.Numer。分析。,43, 1715-1727 (2005) ·Zbl 1109.65060号 ·数字对象标识代码:10.1137/040612683 [2] Celledoni,E。;马丁森,A。;Owren,B.,无交换李群方法,未来。通用。计算。系统。,19, 341-352 (2003) ·doi:10.1016/S0167-739X(02)00161-9 [3] Celledoni,E。;马丁森,H。;Owren,B.,《李群积分器基础、新发展和应用简介》,J.Compute。物理。,257, 1040-1061 (2014) ·Zbl 1351.37266号 ·doi:10.1016/j.jcp.2012.12.031 [4] 克劳奇,体育;Grossman,R.,流形上常微分方程的数值积分,J.非线性科学。,3, 1-33 (1993) ·Zbl 0798.34012号 ·doi:10.1007/BF02429858 [5] Curry,C.,Schmeding,S.:李群积分器的收敛性。arXiv:1807.11829(2018年)·Zbl 1431.65121号 [6] JR多曼德;Prince,PJ,嵌入式Runge-Kutta公式家族,J.Compute。申请。数学。,6, 19-26 (1980) ·Zbl 0448.65045号 ·doi:10.1016/0771-050X(80)90013-3 [7] Faltinsen,S.,李群方法的向后误差分析,BIT,40,652-670(2000)·Zbl 0968.65110号 ·doi:10.1023/A:1022336301001 [8] Hairer,E.,Lubich,Ch.,Wanner,G.:几何-数值积分,《计算数学中的Springer级数》第31卷。施普林格,海德堡(2010)。常微分方程的结构保持算法,第二版再版(2006)·Zbl 1228.65237号 [9] Hairer,E.,Nörsett,S.P.,Wanner,G.:求解常微分方程。一、 计算数学斯普林格系列第8卷,第2版。施普林格·弗拉格,柏林(1993年)。非刚性问题·Zbl 0789.65048号 [10] Holm,D.D.:几何力学。第二部分。旋转、平移和滚动,第2版。帝国理工学院出版社,伦敦(2011)·Zbl 1381.70001号 ·doi:10.1142/p802 [11] Iserles,A.、Munthe-Kaas,H.Z.、Nrsett,S.P.、Zanna,A.:Lie-group方法。收录于:《数字学报》2000年第9卷。,第215-365页。剑桥大学出版社,剑桥(2000)·Zbl 1064.65147号 [12] Lundervold,A.,Munthe-Kaas,H.Z.:关于向量空间和流形上数值积分的代数结构。收录:FaáDi Bruno-Hopf代数、Dyson-Schwinger方程和Lie-Butcher级数,IRMA Lect第21卷。数学。西奥。物理。,第219-263页。欧洲数学。苏黎世(2015)·Zbl 1351.65049号 [13] Marsden,J.E.,Ratiu,T.S.:《力学与对称导论》,应用数学教材第17卷,第2版。Springer-Verlag,纽约(1999年)。经典机械系统的基本阐述·Zbl 0933.70003号 ·doi:10.1007/978-0-387-21792-5 [14] 马丁森,A。;Munthe-Kaas,HZ;Owren,B.,流形上常微分方程的模拟:一些数值实验和验证,模型。标识。对照,18,75-88(1997)·兹比尔0870.34015 ·doi:10.4173/mic.1997.1.4 [15] Owren,B.,无交换子李群方法的序条件,J.Phys。A、 39、5585-5599(2006)·Zbl 1095.65063号 ·doi:10.1088/0305-4470/39/19/S15 [16] 奥雷恩,B。;Marthinsen,A.,适用于流形并基于刚架的Runge-Kutta方法,BIT,39,116-142(1999)·Zbl 0919.65049号 ·doi:10.1023/A:1022325426017 [17] 沙姆平,LF;Reichelt,MW,MATLAB ODE套件,SIAM J.Sci。计算。,18, 1-22 (1997) ·Zbl 0868.65040号 ·doi:10.137/S1064827594276424 [18] Wensch,J.,李群外推方法,数值。数学。,89, 591-604 (2001) ·Zbl 1009.6500号 ·doi:10.1007/s211-001-8017-5 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。