求解Allen-Cahn方程的再生核方法

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利用数学思维,简化实际问题,建立模型方程是科学研究的一种方式.Allen-Cahn方程就是一类抽象材料学、生物学、环境科学等学科中的实际问题建立起来的数学模型.该模型可以很好地展现微观现象,因此引起了许多科研者对其进行探索.但由于实际问题的多变性,Allen-Cahn方程的精确解不易得到,因此,找到合适的数值方法来求解Allen-Cahn方程成为了一大热点.本文针对Allen-Cahn方程采用再生核方法去数值求解.首先以多项式空间为基础,定义一个具有勒让德多项式形式的再生核空间,并求出相应的再生核函数.其次,运用一阶半隐式格式处理时间变量,再采用拟牛顿法处理空间变量,依次离散方程.最终,将其转为算子方程,并使用再生核方法去近似求解它.同时,对提出的半离散方案进行了分析,验证了该方案保持了 Allen-Cahn方程的能量耗散性能,并通过数值算例体现了提出方案是可行且有效的.
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