|
Математическая физика
Алгоритм решения четырехволнового кинетического уравнения в задачах волновой турбулентности
Б. В. Семисаловabc, С. Б. Медведевbc, М. П. Федорукbc, С. В. Назаренкоd a 630090 Новосибирск, пр-т Акад. Коптюга, 4, Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, Россия
b 630090 Новосибирск, пр-т Акад. Лаврентьева, 6, Федеральный исследовательский центр информационных и вычислительных технологий
c 630090 Новосибирск, ул. Пирогова, 1, Новосибирский государственный университет
d Université Côte d'Azur, CNRS, Institut de Physique de Nice (INPHYNI),17 rue Julien Lauprêtre 06200 Nice, France
Аннотация:
Предложен метод численного решения четырехволновых кинетических уравнений, возникающих в задачах волновой (слабой) турбулентности при описании однородного изотропного взаимодействия волн. Для расчета интеграла столкновений разработаны быстросходящиеся кубатурные формулы, позволяющие адаптировать алгоритм к особенностям решений и ядер интегралов. Проведены эксперименты на сходимость в задачах интегрирования из реальных приложений. Для учета существенной разномасштабности задач турбулентности в алгоритме реализованы и протестированы дробно-рациональные приближения решений и новая схема итераций по времени. Эффективность разработанного алгоритма продемонстрирована при моделировании обратного каскада частиц бозе-газа при формировании конденсата Бозе–Эйнштейна.
Библ. 51. Фиг. 10. Табл. 1.
Ключевые слова:
волновая турбулентность, кинетическое уравнение, нелинейное взаимодействие волн, расчет интеграла столкновений, особая точка, кубатурная формула, экспоненциальная сходимость, дробно-рациональное приближение, адаптивный метод, метод коллокаций, метод установления, нелинейное уравнение Шрёдингера, конденсация Бозе–Эйнштейна, волны на глубокой воде.
Поступила в редакцию: 29.06.2023 Исправленный вариант: 15.09.2023 Принята в печать: 20.10.2023
Образец цитирования:
Б. В. Семисалов, С. Б. Медведев, М. П. Федорук, С. В. Назаренко, “Алгоритм решения четырехволнового кинетического уравнения в задачах волновой турбулентности”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 64:2 (2024), 364–386; Comput. Math. Math. Phys., 64:2 (2024), 340–361
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/zvmmf11710 https://www.mathnet.ru/rus/zvmmf/v64/i2/p364
|
|