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高维输运问题的快速、准确且无振荡谱色彩求解器

数值分析 2025-06-06 v1 数值分析

摘要

输运现象——即描述粒子、能量或其他物理量运动的现象——是核物理、等离子体物理、天体物理、工程以及自然科学等多个学科的基本概念。然而,求解其相关的七维输运方程面临着维数诅咒的挑战。我们引入了张量列车超一致谱 (T2{^2}S2{^2}) 求解器以应对这一挑战,将谱谱色彩法实现指数收敛、超一致性实现输运主导区域的稳定,并将张量列车格式实现显著的数据压缩。T2{^2}S2{^2} enforces a dimension-wise superconsistent condition compatible with tensor structures, achieving extremely low compression ratios, in the order of (1012)(10^{-12}), while preserving spectral accuracy. 数值实验表明,T2{^2}S2{^2} 能够在标准硬件上在分钟内求解高维输运问题,使之前不可计算的题目变得可行。这一突破为高效、准确地建模复杂输运现象开辟了新 avenue。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.04732,
  title  = {A Fast, Accurate and Oscillation-free Spectral Collocation Solver for High-dimensional Transport Problems},
  author = {Nicola Cavallini and Gianmarco Manzini and Daniele Funaro and Andrea Favalli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.04732},
  year   = {2025}
}