求解耦合Klein-Gordon-Schrodinger方程的守恒型OSC格式

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近年来,正交样条配置方法已被广泛应用到各类微分方程数值求解问题中。尽管如此,这种方法被用于求解耦合非线性微分方程的例子还很少。基于此,本文试图用这种方法求解一个耦合非线性Klein-Gordon-Schr?dinger方程的初边值问题。 本文构造了一个连续时间变量和一类离散时间变量的正交样条配置格式,用于求解耦合非线性Klein-Gordon-Schr?dinger方程的初边值问题。其中,连续时间变量的格式是用正交样条配置法在空间方向上对微分方程进行离散,而离散时间变量的格式是在上述基础上,用有限差分法在时间方向上继续离散得到的。经过理论分析,这两种格式都具有离散守恒律,保持了原问题具有守恒性的特点;而且这些格式在空间上关于 -范数具有最优可选阶精度,而时间离散格式在时间方向上关于最大模范数具有二阶精度。最后,数值实验验证了时间离散正交样条配置格式的一些特性:在时间和空间上分别具有二阶和四阶精度、具有两个守恒律及在传播过程中很好地保持了孤波的形状。这些特性与理论分析是一致的。
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