四阶紧致时间分裂傅里叶拟谱法用于狄拉克方程
摘要：提出了一种新的四阶紧凑型时间分裂（S_4c）傅里叶伪谱方法用于狄拉克方程，将狄拉克方程分成两部分，并使用它们之间的双对易子在每个时间间隔上积分狄拉克方程。该方法是显式的，时间精度为四阶，空间精度为谱阶。它是无条件稳定的，并在离散级别上保持总密度。该方法被称为紧凑型时间分裂方法，因为在每个时间步骤中，S_4c的子步骤数量远少于标准四阶分裂方法和四阶分割Runge-Kutta分裂方法。通过比较S_4c和许多其他现有的狄拉克方程时间分裂方法，从精度、效率和长时间行为等方面进行了评估。数值结果证明了所提出的S_4c在效率和精度方面的优势。最后，报告了在不同参数范围内，包括非相对论极限区域、半经典极限区域和同时非相对论和无质量极限区域的狄拉克方程的S_4c的空间/时间分辨率。
作者：Weizhu Bao and Jia Yin
论文ID：1711.07193
分类：Numerical Analysis
分类简称：math.NA
提交时间：2021-10-26