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三波动力学方程的数值格式:碰撞算子的完整处理

数值分析 2025-06-10 v2 数值分析

摘要

在我们之前的工作中,针对仅保留碰撞算子简单前向级联项的简化版三波动力学方程,已成功设计了数值格式,特别是为了在多重爆破时间现象下捕捉方程的长时间动力学行为。作为本系列的第二项工作,我们提出了针对完整三波动力学方程的数值处理方法,其中基于一种新颖的守恒形式充分考虑了完整且复杂得多的碰撞算子。随后,我们推导了一种隐式有限体积格式来求解该方程。新的离散化方法采用了自适应时间步长策略,使得模拟可以进行到极长的时间。我们将计算得到的解与先前推导的三波动力学方程时间依赖解总能量衰减率的长时间渐近估计进行了比较,发现两者吻合极好。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.17481,
  title  = {Numerical Schemes for 3-Wave Kinetic Equations: A Complete Treatment of the Collision Operator},
  author = {Steven Walton and Minh-Binh Tran},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.17481},
  year   = {2025}
}