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梯度流的正则化辅助变量(RAV)方法

数值分析 2026-04-07 v1 数值分析

摘要

本文提出了一种正则化辅助变量(Regularized Auxiliary Variable, RAV)方法,并为一大类梯度流构建准确且稳健的时间离散方案。通过引入辅助变量 r=0r=0 并构建自然融入能量关系的辅助方程,使得数值解 rn+1r^{n+1} 在每个时间步都被纠正,以保持与原系统的一致性。开发的RAV方案对原始变量满足无条件能量稳定性,在某些情况下可直接恢复原始能量定律。此外,我们获得了数值解范数在时间上的均匀界限,这使得我们能够在不对时间步长施加任何限制的情况下,为二阶方案建立最优的 L(0,T;H2)L^\infty(0,T;H^2) 误差估计。我们提供了大量数值结果,包括与标量辅助变量(SAV)方法的比较,旨在展示所提出RAV方法的准确性和有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.03597,
  title  = {A Regularized Auxiliary Variable (RAV) Approach for Gradient Flows},
  author = {Zhaoyang Wang and Ping Lin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.03597},
  year   = {2026}
}