×

存在不连续性时的光谱方法。 (英语) Zbl 1452.65282号

概述:谱方法为数值求解各种微分方程提供了一种优雅而有效的方法。对于光滑问题,谱方法的截断误差在无穷范数和(L_2)范数中以指数形式消失。然而,对于非光滑问题,收敛性明显较差——对于不连续问题,误差的L_2范数将以次线性速度收敛,而无穷范数则根本不会收敛。我们探索并改进了一种后处理技术——最优收敛软化器——以从非光滑数据的低收敛谱重建中恢复指数收敛。这是使用这些技术模拟真实系统的重要第一步。

MSC公司:

65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
65Z05个 科学应用
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Amir,A。;Levin,D.,非光滑多元函数的高阶近似,计算。辅助Geom。设计。,63, 31-65 (2018) ·Zbl 1441.41010号
[2] Boyd,J.,Chebyshev和傅立叶谱方法,多佛数学书籍(2013),多佛出版社
[3] Boyd,J.P.,Erfc-Log滤波器和Vandeven和Euler序列加速度的渐近性,(Ilin,A.V.;Scott,L。R.,《第三届光谱和高阶方法国际会议论文集》。第三届光谱和高阶方法国际会议论文集,德克萨斯州休斯顿。第三届光谱和高阶方法国际会议论文集。第三届光谱和高阶方法国际会议论文集,德克萨斯州休斯顿,休斯顿数学杂志(1996),267-276
[4] 博伊尔,L。;凯斯登,M。;Nissanke,S.,《二进制黑洞合并:对称性和自旋膨胀》,Phys。修订稿。,100,第151101条pp.(2008年4月)·Zbl 1228.83061号
[5] 卡努托,C。;Quarteroni,A.,Sobolev空间中正交多项式的近似结果,数学。计算。,38, 157, 67-86 (1982) ·Zbl 0567.41008号
[6] Eckhoff,K.S.,关于双曲方程的间断解,计算。方法应用。机械。工程,116,1,103-112(1994)·Zbl 0831.65103号
[7] 菲尔德,S.E。;赫塞文,J.S。;Lau,S.R.,计算极值质量比二进制引力波形的间断Galerkin方法,Class。《量子引力》,第26、16页,第165010条,pp.(2009)·Zbl 1173.83010号
[8] Funaro,D。;Gottlieb,D.,在双曲方程的伪谱近似中施加边界条件的新方法,数学。计算。,51, 184, 599-613 (1988) ·Zbl 0699.65079号
[9] Funaro,D。;Gottlieb,D.,通过惩罚型边界处理,双曲方程组伪谱近似的收敛结果,数学。计算。,57, 196, 585-596 (1991) ·Zbl 0736.65074号
[10] 盖尔布,A。;Cates,D.,光谱数据中边缘的检测III-浓度方法的定义,科学杂志。计算。,36, 1, 1-43 (2008) ·兹比尔1203.94009
[11] Gelb,A。;Gleeson,J.P.,球面几何中浅水方程的光谱粘度,Mon。《天气评论》,129,9,2346-2360(2001)
[12] Gelb,A。;Jackiewicz,Z.,《确定Gegenbauer重建方法参数优化的分析性》,SIAM J.Sci。计算。,27, 3, 1014-1031 (2005) ·Zbl 1091.65130号
[13] Gelb,A。;Tadmor,E.,光谱数据中边缘的检测,Appl。计算。哈蒙。分析。,7101-135,第0112016条pp.(1999)·Zbl 0952.42001号
[14] Gelb,A。;Tadmor,E.,守恒定律的增强光谱粘度近似,应用。数字。数学。,33, 1, 3-21 (2000) ·Zbl 0973.65088号
[15] Gelb,A。;Tadmor,E.,光谱数据中边缘的检测II。非线性增强,SIAM J.Numer。分析。,38, 4, 1389-1408 (2001) ·Zbl 0990.42025号
[16] Gelb,A。;Tanner,J.,解决吉布斯现象的稳健重投影方法,应用。计算。哈蒙。分析。,20, 1, 3-25 (2006) ·Zbl 1088.42001号
[17] Gibbs,J.W.,傅里叶级数,《自然》,59,1522,200(1898)
[18] Gottlieb,D。;Hesthaven,J.,《双曲线问题的谱方法》,《数值分析2000》,第七卷:偏微分方程。《数值分析2000》,第七卷:偏微分方程,J.Compute。申请。数学。,128, 1, 83-131 (2001) ·Zbl 0974.65093号
[19] Gottlieb,D。;舒,C.-W。;所罗门诺夫。;Vandeven,H.,《关于吉布斯现象1:从非周期分析函数的傅里叶部分和恢复指数精度》,J.Compute。申请。数学。,43, 81-98 (1992) ·Zbl 0781.42022号
[20] Gottlieb,D。;Tadmor,E.,《在光谱精度范围内恢复不连续数据的逐点值》(Murman,E.M.;Abarbanel,S.S.,《计算流体动力学的进展和超级计算》,《科学计算的进展》(1985),Springer:Springer-Birkhäuser Boston)·Zbl 0597.65099号
[21] 哥特利布,S。;Jung,J.H。;Kim,S.,《David Gottlieb解决吉布斯现象的工作回顾》,Commun。计算。物理。,497-519年9月3日(2011年)·Zbl 1364.42003年
[22] Grandclément,P。;Novak,J.,数值相对论的谱方法,Living Rev.Relative。,12、1、1(2009年1月)·Zbl 1166.83004号
[23] 赫塞文,J。;Warburton,T.,Nodal Discontinuous Galerkin Methods:Algorithms,Analysis,and Applications,Texts in Applied Mathematics(2007),施普林格:施普林格纽约
[24] 休伊特,E。;休伊特,R.E.,《吉布斯-威尔布拉姆现象:傅里叶分析中的一集》,Arch。历史。精确科学。,21,2129-160(1979年6月)·Zbl 0424.42002号
[25] Hunter,J.D.,《Matplotlib:2D图形环境》,《计算》。科学。工程,9,3,90-95(2007)
[26] W.R.公司,Mathematica 9.02012。;W.R.公司,Mathematica 9.0,2012年。
[27] 琼斯,E。;奥列芬特,T。;Peterson,P.,SciPy:Python的开源科学工具(2001)
[28] 基德,L。;Pfeiffer,H。;Scheel,M.,《爱因斯坦光谱编码》(2000)
[29] 克里洛夫,V。;Stroud,A.,《积分的近似计算》,多佛数学图书(2006),多佛出版物
[30] Lanczos,C.,《傅里叶级数讨论》,应用数学经典(1910),工业和应用数学学会·Zbl 0163.07601号
[31] Lipman,Y。;Levin,D.,逼近分段光滑函数,IMA J.Numer。分析。,30, 4, 1159-1183 (2010) ·Zbl 1222.65018号
[32] 刘,X。;摩根,N.R。;Burton,D.E.,《拉格朗日间断Galerkin流体力学方法》,计算。流体,163,68-85(2018)·Zbl 1390.76477号
[33] 梅斯特,A。;Ortleb,S。;Sonar,T.,频谱滤波在三角剖分间断Galerkin方法中的应用,数值。方法部分差异。Equ.、。,28, 6, 1840-1868 (2012) ·Zbl 1251.65141号
[34] 迈克尔逊,A.A.,傅里叶级数,《自然》(伦敦),59200(1898年12月)
[35] Miller,J.M.,《Python中的光谱冲击捕捉》
[36] Nguyen,V.-T。;佩雷尔,J。;Khoo,B.C。;Persson,P.-O.,具有表面张力的两相流的间断Galerkin前沿跟踪方法,计算。流体,39,1,1-14(2010)·兹比尔1242.76133
[37] Rossum,G.,《Python参考手册》(1995),技术报告,荷兰阿姆斯特丹
[38] Scheel,医学硕士。;博伊尔,M。;Chu,T。;基德,L.E。;Matthews,K.D。;Pfeiffer,H.P.,《双星黑洞激励、合并和振铃的高精度波形》,Phys。D版,79,第024003条pp.(2009年1月)
[39] Tadmor,E.,用谱粘度法捕捉冲击波,计算。方法应用。机械。工程师,80,1-3197-208(1990)·Zbl 0729.65073号
[40] Tadmor,E.,《过滤器、柔化器和吉布斯现象的计算》,《数值学报》。,305-379 (2007) ·Zbl 1125.65122号
[41] Tadmor,E。;Tanner,J.,《用于从光谱信息中高分辨率恢复分段平滑数据的自适应平滑器》,Found。计算。数学。,2155-189(2002年1月)·Zbl 1056.42002号
[42] Tanner,J.,分段平滑光谱数据的最佳滤波器和柔化器,数学。计算。,75, 767-790 (2006) ·Zbl 1095.65119号
[43] 汤姆森,B。;布鲁克纳,J。;Bruckner,A.,《基本真实分析》(2008年)
[44] 范德沃尔特,S。;科尔伯特,S.C。;Varoquaux,G.,《numpy数组:高效数值计算的结构》,计算。科学。工程师,13,2,22-30(2011年3月)
[45] Vandeven,H.,《不连续问题的谱滤波器系列》,科学杂志。计算。,6, 2, 159-192 (1991) ·Zbl 0752.35003号
[46] Wilbraham,H.,关于某个周期函数,Camb。都柏林数学。J.,31981848(1848)
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。