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第13卷第6期
外延薄膜方程二阶精确标量辅助变量(SAV)数值方法的误差估计

青城&王成(音译)

高级申请。数学。机械。,13(2021年),第1318-1354页。

在线发布:2021-08

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  • 摘要

分析了外延薄膜生长模型斜率选择方程的二阶精确(时间)数值格式,并在空间上进行了傅里叶伪谱离散。为了使数值格式线性化,同时保持非线性能量稳定性,我们使用标量辅助变量(SAV)方法,其中对表面扩散部分应用了修正的Crank-Nicolson。与表面扩散项的标准Crank-Nicolson近似相比,能量稳定性可以导出一个修正形式。这种能量稳定性导致数值解的$H^2$界。此外,该$H^2$界不足以进行最优速率收敛分析,我们基于高阶Sobolev范数估计,结合离散Hölder不等式和傅里叶伪谱空间中非线性嵌入的重复应用,为数值解建立了统一的时间$H^3$界。数值解的离散H^3$界使我们能够导出此备用SAV方法的最佳速率误差估计。文中还进行了一些数值实验,验证了该方法的有效性和准确性。

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35K30、35K55、65K10、65M12、65M70

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分析了外延薄膜生长模型斜率选择方程的二阶精确(时间)数值格式,并在空间上进行了傅里叶伪谱离散。为了使数值格式线性化,同时保持非线性能量稳定性,我们使用标量辅助变量(SAV)方法,其中对表面扩散部分应用了修正的Crank-Nicolson。与表面扩散项的标准Crank-Nicolson近似相比,能量稳定性可以导出一个修正形式。这样的能量稳定性导致了数值解的$H^2$界。此外,该$H^2$界不足以进行最优速率收敛分析,我们基于高阶Sobolev范数估计,结合离散Hölder不等式和傅里叶伪谱空间中非线性嵌入的重复应用,为数值解建立了统一的时间$H^3$界。数值解的离散H^3$界使我们能够导出此备用SAV方法的最佳速率误差估计。文中还进行了一些数值实验,验证了该方法的有效性和准确性。

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分析了外延薄膜生长模型斜率选择方程的二阶精确(时间)数值格式,并在空间上进行了傅里叶伪谱离散。为了使数值格式线性化,同时保持非线性能量稳定性,我们使用标量辅助变量(SAV)方法,其中对表面扩散部分应用了修正的Crank-Nicolson。与表面扩散项的标准Crank-Nicolson近似相比,能量稳定性可以导出一个修正形式。这种能量稳定性导致数值解的$H^2$界。此外,该$H^2$界不足以进行最优速率收敛分析,我们基于高阶Sobolev范数估计,结合离散Hölder不等式和傅里叶伪谱空间中非线性嵌入的重复应用,为数值解建立了统一的时间$H^3$界。数值解的离散H^3$界使我们能够导出此备用SAV方法的最佳速率误差估计。文中还进行了一些数值实验,验证了该方法的有效性和准确性。

青城和王成。(1970年)。外延薄膜方程二阶精确标量辅助变量(SAV)数值方法的误差估计。应用数学与力学进展.13(6).1318-1354.doi:10.4208/aamm。OA-2020-0297号
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