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半轴上含时薛定谔方程非均匀网格上的Numerov-Crank-Nicolson格式。 (英文) Zbl 1327.65164号

摘要:我们研究了一维含时薛定谔方程在半轴上的初边值问题。研究了非均匀空间网格上的Numerov平均的时间上的Crank-Nicolson型有限差分格式,以及一些近似的透明边界条件。推导了Numerov平衡形式的非对称Hermistian部分的界,证明了在适当的势和网格条件下类(L^2)和类(H^1)空间范数的一致时间稳定性。在离散TBC的情况下,我们还根据初始函数(和势)的Sobolev正则性和空间网格的特性,导出了两种范数下的高阶空间误差估计。给出了通过光滑和矩形电势阱的隧道的数值结果,包括及时进行全局Richardson外推以确保时间上的高阶。

MSC公司:

2006年6月65日 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
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
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
2011年第35季度 依赖时间的薛定谔方程和狄拉克方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] X.Antoine,线性和非线性薛定谔方程的透明和人工边界条件技术综述,Commun。计算。物理。,4, 729 (2008) ·Zbl 1364.65178号
[2] A.Arnold,量子演化方程的数值吸收边界条件,VLSI设计,6313(1998)·doi:10.115/1998/38298
[3] H.S.Arora,量子阱中电子光诱导动力学一维含时薛定谔方程的可移植求解方案,IEEE J.quantum Electronics,49,395(2013)
[4] 陈绍良,数值基态方法在氢原子强场激发和电离中的应用,物理。版本A,86(2012)·doi:10.1103/PhysRevA.86.013410
[5] S.A.Chin,作为求解自治和非自治方程的通用方法的多产品算子分裂,IMA J.Numer。分析。,31, 1552 (2011) ·Zbl 1232.65174号 ·doi:10.1093/imanum/drq022
[6] B.Ducome,关于Schrödinger方程具有近似透明边界条件的Crank-Nicolson格式的稳定性。第一部分,公社。数学。科学。,4, 741 (2006) ·Zbl 1119.65085号 ·doi:10.4310/CMS.2006.v4.n4.a4
[7] B.Ducome,关于Schrödinger方程具有近似透明边界条件的Crank-Nicolson格式的稳定性。第二部分,Commun。数学。科学。,5, 267 (2007) ·Zbl 1141.65069号 ·doi:10.4310/CMS.2007.v5.n2.a3
[8] B.Ducome,关于半无限平行六面体中Schrödinger方程的带离散透明边界条件的分裂高阶格式,Appl。数学。计算。,255, 196 (2015) ·Zbl 1339.65111号 ·doi:10.1016/j.amc.2014.07.058
[9] B.Ducome,关于广义1D Schrödinger方程具有离散透明边界条件的有限差分格式族,《动力学关系》。型号,2151(2009)·Zbl 1195.65106号 ·doi:10.3934/krm.2009.2.151
[10] M.Ehrhardt,薛定谔方程的离散透明边界条件,Riv.Mat.Univ.Parma,6,57(2001)·Zbl 0993.65097号
[11] I.Farago,Richardson extraclated sequential spliting and its application,,J.Compute。申请。数学。,226, 218 (2009) ·兹比尔1160.65022 ·doi:10.1016/j.cam.2008.08.003
[12] B.Gustafsson,时间相关PDE的高阶差分方法,Springer(2008)·Zbl 1146.65064号
[13] E.Hairer,非线性Volterra卷积方程的快速数值解,SIAM J.Sci。统计计算。,6, 532 (1985) ·Zbl 0581.65095号 ·doi:10.1137/0906037
[14] A.Heidari,用Numerov方法研究同核双原子核薛定谔方程的振动特性,使用许多经验势函数,Russ.J.Phys。化学。A、 87、216(2013)·doi:10.1134/S0036024413020040
[15] Jain,两点奇异摄动问题数值解的变网格方法,计算。方法。申请。机械。工程,42,273(1984)·Zbl 0514.65065号 ·doi:10.1016/0045-7825(84)90009-4
[16] 金静,无界域上一维含时薛定谔方程的有限元分析,计算机学报。申请。数学。,220, 240 (2008) ·Zbl 1155.65078号 ·doi:10.1016/j.cam.2007.08.006
[17] C.A.Moyer,一维离散化薛定谔方程透明边界条件的Numerov扩展,Amer。物理学杂志。,72, 351 (2004)
[18] M.Radziunas,《非均匀网格上线性Schrödinger问题的紧致高阶有限差分格式》,国际期刊Numer。分析。型号。,11, 303 (2014) ·Zbl 1310.65094号
[19] M.Rizea,含时薛定谔方程的指数拟合方法,J.Math。化学。,48, 55 (2010) ·Zbl 1198.81100号 ·doi:10.1007/s10910-009-9626-1
[20] F.Robicheaux,磁场中分子和离子的低能散射,《物理学》。版本A,89(2014)·doi:10.1103/PhysRevA.89.062701
[21] F.Schmidt,菲涅耳方程数值解的离散透明边界条件,计算。数学。申请。,29,53(1995年)·Zbl 0821.65078号 ·doi:10.1016/0898-1221(95)00037-Y
[22] M.Schulte,Schrödinger方程的离散透明边界条件,紧凑的高阶格式,动力学关系。模型,1101(2008)·Zbl 1145.65058号 ·doi:10.3934/krm.2008.1.101
[23] T.E.Simos,Schrödinger方程数值解的一种新的Numerov型方法,数学杂志。化学。,46, 981 (2009) ·Zbl 1183.81060号 ·doi:10.1007/s10910-009-9553-1
[24] K.Singer,《学术讨论会:囚禁离子作为量子比特:基本数值工具》,Rev.Mod。物理。,82 (2010) ·doi:10.1103/RevModPhys.82.2609
[25] B.A.Stickler,一维定常薛定谔方程,《计算物理学的基本概念》,131(2014)·Zbl 1287.65002号 ·doi:10.1007/978-3-319-02435-6
[26] 孙振中,利用人工边界条件求解无限域上薛定谔方程显式差分格式的稳定性和收敛性,《计算》。物理。,219, 879 (2006) ·Zbl 1175.65105号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.07.001
[27] B.R.Wong,含时薛定谔方程的数值解,《物理学前沿》,396(2009)
[28] 谢国胜,一维薛定谔方程的高精度紧致差分格式,计算。方法。申请。机械。工程,198,1052(2009)·Zbl 1229.81011号 ·doi:10.1016/j.cma.2008.11.011
[29] A.A.Zlotnik,二阶双曲方程有限元方法的收敛速度估计,《数值方法与应用》(编辑G.I.Marchuk),155(1994)·Zbl 0851.65063号
[30] A.A.Zlotnik,无界平行六面体中广义Schrödinger方程的Crank-Nicolson多段线有限元与离散TBC的误差估计,有限差分法,18(2014)·Zbl 1359.65174号
[31] A.A.Zlotnik,半轴上非平稳薛定谔方程具有近似透明边界条件的Numerov型有限差分格式的稳定性,J.Math。科学。,169, 84 (2010) ·Zbl 1256.65086号 ·doi:10.1007/s10958-010-0040-9
[32] A.Zlotnik,《关于半无限条带上薛定谔方程带离散透明边界条件的Numerov-Crank-Nicolson-Strang格式》,Appl。数字。数学。,93, 279 (2015) ·Zbl 1326.65112号 ·doi:10.1016/j.apnum.2014.05.003
[33] A.Zlotnik,含时一维薛定谔方程的离散透明边界条件有限元方法,动力学关系。模型,5639(2012)·Zbl 1267.65144号 ·doi:10.3934/krm.2012.5.639
[34] A.Zlotnik,求解一维薛定谔方程柯西问题的离散TBC高阶方法,计算。方法。申请。数学。,15, 233 (2015) ·Zbl 1315.65088号 ·doi:10.1515/cmm-2015-0007
[35] A.Zlotnik,关于求解半轴上含时薛定谔方程的离散和半离散透明边界条件的备注,Russ.J.Numer。分析。数学。型号。,31 (2016) ·Zbl 1333.65098号
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