给定演化 PDE
在哪里是(可能是非线性的)不对易的微分算子,一种常见的数值方法是在求解之间交替
和
最简单的实现称为 Godunov 分裂,并且是一阶精确的。另一种众所周知的方法,称为 Strang 分裂,是二阶精确的。是否存在高阶算子拆分方法(或替代的多物理场离散化方法)?
给定演化 PDE
在哪里是(可能是非线性的)不对易的微分算子,一种常见的数值方法是在求解之间交替
和
最简单的实现称为 Godunov 分裂,并且是一阶精确的。另一种众所周知的方法,称为 Strang 分裂,是二阶精确的。是否存在高阶算子拆分方法(或替代的多物理场离散化方法)?
据我了解,BCH公式是一种近似两个非交换矩阵的矩阵指数的系统方法。
如果考虑通用算子 A 和 B,并且只想做正时间步长(这是解决抛物线问题时通常需要的),则存在 2 的阶障碍,即使用任何类型的拆分,都无法获得收敛速度高于 2。S. Blanes 和 F. Casas 在最近的一篇论文中给出了基本证明,http://www.gicas.uji.es/Fernando/MyPapers/2005APNUM.pdf。
但是,如果您对自己的问题有更多了解,有几种方法可以解决:
总结:如果你对你的问题进行一些假设,你可以得到一些东西,但如果没有,那么 2 阶是最大值。
PS.:由于防止垃圾邮件,我不得不将 Castella et al-paper 的链接取出,但您可以在 google 上轻松找到它。
LBNL的CCSE小组最近在具有复杂化学性质的低马赫数流中使用了光谱延迟校正 (SDC) 方法。他们将 SDC 结果与 Strang 分裂进行了比较,结果非常有希望。
这是一份包含详细信息的草稿:A Deferred Correction Coupling Strategy for Low Mach Number Flow with Complex Chemistry
请注意,SDC 方案是一种迭代方案,可收敛到高阶精确搭配解决方案,但它是由一阶方法构建的。
至少在原则上,分裂误差可以通过光谱延迟校正方法来减少。然而,这似乎是一个积极研究的领域,而不是真正准备好普遍使用的东西。