中文

对数薛定谔方程一阶IMEX格式的误差分析

数值分析 2023-06-29 v1 数值分析

摘要

对数薛定谔方程(LogSE)具有对数非线性项 f(u)=ulnu2f(u)=u\ln |u|^2,该非线性项在 u=0u=0 处不可微。相较于具有正则非线性项的对应方程,它拥有更丰富且反常的动力学行为,尽管非线性项的低正则性在分析计算中带来显著挑战。在极有限的数值研究中,近期文献考察了通过正则化 f(u)f(u)uεln(ε+uε)2 u^{\varepsilon}\ln ({\varepsilon}+ |u^{\varepsilon}|)^2 以克服 lnu2\ln |u|^2u=0u=0 处爆破的半隐式正则化方法。基于 f(0)=0f(0)=0 的理解,我们分析LogSE的非正则化一阶隐显(IMEX)格式。我们引入若干误差分析新工具,包括对数项Hölder连续性的刻画与非线性Grönwall不等式。我们给出充分的数值结果以展示预期的收敛性。据我们所知,我们将此工作定位为首个研究LogSE直接线性化格式的工作。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.15901,
  title  = {Error analysis of a first-order IMEX scheme for the logarithmic Schr\"odinger equation},
  author = {Lilian Wang and Jingye Yan and Xiaolong Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.15901},
  year   = {2023}
}

备注

19 pages, 5 figures