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相分离模型中的奇异性:非局部 Cahn-Hilliard 方程的谱方法

数值分析 2026-04-22 v1 数值分析 偏微分方程分析

摘要

非局部 Cahn-Hilliard 方程通过奇异卷积核引入长程相互作用,为经典相分离模型提供了自然扩展。尽管该表述具有丰富的存在性与正则性理论,但其数值近似仍具挑战性:非局部项的离散化会导致稠密算子,且核的奇异性在配置法中需要特殊处理。在本工作中,我们针对具有常迁移率、对数势、牛顿相互作用核和无通量边界条件的非局部 Cahn-Hilliard 系统,开发了一个高效且误差可控的数值框架。我们的方法基于伪谱多形状方法,能够精确逼近奇异卷积算子的作用。我们展示了该非局部方程组的高分辨率数值解,且这些解可以通过有限的计算资源获得。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.19521,
  title  = {Singularities in phase separation models: a spectral element approach for the nonlocal Cahn-Hilliard equation},
  author = {Andrés Miniguano-Trujillo and Andrea Poiatti and Maurizio Grasselli and Benjamin Goddard and John Pearson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.19521},
  year   = {2026}
}

备注

35 pages, 18 figures