PofoliaPofolia ile paylaşıldı

SIAM Journal on Scientific Computing· 2026Q1

Doğrusal Olmayan Bölünmüş Sistemler İçin Çok Oranlı Runge–Kutta

Multirate Runge–Kutta for Nonlinearly Partitioned Systems

Tommaso Buvoli, Brian K. Tran, Ben S. Southworth

Kısa özet

Yeni bir çok oranlı çerçeve (MR-NPRK), değişkenlerin doğrusal olarak ayrılmasını gerektiren mevcut yöntemlerin sınırlamalarını aşarak, evrim operatörlerinin keyfi doğrusal olmayan bölünmelerine olanak tanır.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Doğrusal olmayan bölünmüş sistemlerin çok oranlı entegrasyonu için bir çerçeve olan MR-NPRK'yı tanıtır.
  • MR-NPRK, doğrusal ayrım gerektiren önceki yöntemlerin aksine, evrim operatörünün keyfi doğrusal olmayan bölünmelerine izin verir.
  • MR-NPRK yöntemlerinin sipariş koşullarını, kuplaj türlerini ve ortak doğrusal kararlılığını analiz eder.
  • Algoritmik basitlik ve verimlilik için 'örtük olarak sarılmış' ikinci ve üçüncü dereceden yöntemler sunar.
  • Sayısal deneyler, doğrusal olmayan bölmelerin çok oranlı hale getirilmesinin faydalarını doğrular.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Abstract. Multirate integration is an increasingly relevant tool that enables scientists to simulate multiphysics systems. Existing multirate methods are designed for equations whose fast and slow variables can be linearly separated using additive or componentwise partitions. However, in realistic applications, this assumption is not always valid. Building on the recently developed class of nonlinearly partitioned Runge–Kutta (NPRK) methods, we develop a framework for multirate NPRK (MR-NPRK) that allows for arbitrary nonlinear splittings of the evolution operator. We discuss order conditions, formalize different types of coupling between timescales, and analyze the joint linear stability of MR-NPRK methods. We then introduce a class of second- and third-order methods, referred to as “implicitly wrapped” multirate methods, that combine a user-specified explicit method for integrating the fast timescale with several slow implicit stages. These methods are designed to be algorithmically simple with low memory costs and minimal operator evaluations. Last, we conduct numerical experiments to validate our proposed methods and show the benefits of multirating a nonlinear partition. Reproducibility of computational results. This paper has been awarded the “SIAM Reproducibility Badge: Code and data available” as a recognition that the authors have followed reproducibility principles valued by SISC and the scientific computing community. Code and data that allow readers to reproduce the results in this paper are available at https://github.com/buvoli/nprk-mr-intro/ and in the supplementary materials ( M174737_Supplementary_Materials_1.pdf [364KB], nprk-mr-intro-main.zip [130KB]). [Formula: see text]

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. SIAM Journal on Scientific Computing, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Sayısal Analiz

Numerical AnalysisMathematics