Dada una evolución PDE
donde son operadores diferenciales (posiblemente no lineales) que no conmutan, un enfoque numérico común es alternar entre resolver
y
La implementación más simple de esto se conoce como división de Godunov y es precisa de primer orden. Otro enfoque bien conocido, conocido como división de Strang, es la precisión de segundo orden. ¿Existen métodos de división de operadores de orden superior (o enfoques alternativos de discretización multifísica)?
pde
multiphysics
operator-splitting
David Ketcheson
fuente
fuente
Respuestas:
Entendí que la fórmula BCH era una forma sistemática de aproximar la matriz exponencial de dos matrices no conmutativas.
fuente
Si considera los operadores generales A y B y solo desea realizar pasos de tiempo positivos (que es lo que generalmente requiere al resolver problemas parabólicos), existe una barrera de orden de 2, es decir, al usar cualquier tipo de división, no puede obtener Una tasa de convergencia superior a dos. Una prueba elemental se da en un artículo reciente de S. Blanes y F. Casas, http://www.gicas.uji.es/Fernando/MyPapers/2005APNUM.pdf .
Sin embargo, hay varias salidas si conoce un poco más sobre su problema:
Resumiendo: si pone algunas suposiciones sobre su problema, puede obtener algo, pero si no, entonces el orden 2 es el máximo.
PD: Tuve que sacar el enlace al documento de Castella et al debido a la prevención de spam, pero puede encontrarlo fácilmente en google.
fuente
El grupo CCSE en LBNL ha utilizado recientemente métodos de corrección espectral diferida (SDC) en un flujo de bajo número de máquinas con química compleja. Comparan los resultados de SDC con la división de Strang, y los resultados son muy prometedores.
Aquí hay un borrador del documento con los detalles: una estrategia de acoplamiento de corrección diferida para un flujo de números bajo de Mach con química compleja
Tenga en cuenta que el esquema SDC es un esquema iterativo que converge a una solución de colocación precisa de alto orden, pero está construido a partir de métodos de primer orden.
fuente
El error de división puede, al menos en principio, reducirse mediante métodos de corrección espectral diferida. Sin embargo, esto parece ser un área de investigación activa y no realmente algo listo para uso general.
fuente
Aquí puede encontrar un nuevo recurso para esquemas de división de alto orden que enumera bastantes:
http://www.asc.tuwien.ac.at/~winfried/splitting/
fuente