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非线性四阶Schr?dinger方程的守恒差分格式

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【作者】 李德生李华

【Author】 LI Desheng;LI Hua;College of Mathematics and Systems Science, Shenyang Normal University;

【机构】 沈阳师范大学数学与系统科学学院

【摘要】 非线性薛定谔方程在物理学、光学等许多领域具有广泛应用,对其研究日益火热。主要针对带三次项的非线性四阶Schr?dinger方程的周期初边值问题,构造了一个守恒的线性有限差分格式。首先,证明了该差分格式保持了原方程所具有的守恒性质,满足离散整体能量的守恒性和离散的电荷守恒性;然后,应用Sobolev不等式对差分格式的解进行了先验估计,再用能量方法证明了格式的稳定性以及在平方模的意义下数值解收敛于真实解,且时间方向和空间方向的收敛阶都是二阶的;最后,结合柯西准则验证了该格式的有效性,数值实验表明,该线性格式在不同的时间层求解可以直接进入循环程序,相比于已有的非线性格式,该格式不需要逐层迭代,而且在不同的空间步长下,运用该格式求得的数值解是稳定的。

【基金】 辽宁省科技厅自然科学基金资助项目(20180550996)
【所属期刊栏目】 理论与应用研究 (2020年03期)
  • 【分类号】O241.8
  • 【下载频次】17
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