摘要:
耦合非线性薛定谔方程组在量子物理、非线性光学、晶体物理、波色–爱因斯坦凝聚和水波动力学等很多物理领域有着重要的应用价值。提出了一种局部间断Petrov-Galerkin方法。首先,将耦合非线性薛定谔方程组改写为一阶微分方程组。空间离散采用间断Petrov-Galerkin方法,时间离散采用三阶总变差不增Runge-Kutta方法。数值实验表明,该算法对线性元和二次元都能达到最优收敛阶。通过数值算例计算了质量、动量和能量守恒量,该算法可以很好地模拟单孤立子传输、双孤立子碰撞和三孤立子碰撞现象。此外,该算法可以在较长的时间间隔内模拟复杂波型的相互作用或传播,还可以模拟孤子传输和孤子产生现象。
中图分类号:
赵国忠, 蔚喜军. 耦合非线性薛定谔方程组孤立子解的局部间断Petrov-Galerkin方法数值模拟[J]. 工程数学学报, 2024, 41(6): 1109-1132.
ZHAO Guozhong, YU Xijun. Local Discontinuous Petrov-Galerkin Method for Simulating Solitary Waves of the Coupled Nonlinear Schr\"{o}dinger Equations[J]. Chinese Journal of Engineering Mathematics, 2024, 41(6): 1109-1132.