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低秩Strang分裂法在刚性矩阵微分方程中的收敛性

Convergence of a Low-Rank Strang Splitting for Stiff Matrix Differential Equations

University of L’Aquila(拉奎拉大学);Gran Sasso Science Institute(格兰萨索科学研究所)

Carmen Scalone, Nicola Guglielmi

AI总结:

本文提出了一种适用于刚性矩阵微分方程的二阶Strang分裂方法,结合矩阵指数和低秩方案,证明了其二阶收敛性并验证了方法的鲁棒性和效率。

摘要:

我们提出并分析了一种适用于具有Sylvester型结构的刚性矩阵微分方程类的二阶Strang分裂方法。该方法将动力学分解为一个刚性的线性部分,通过矩阵指数精确求解,以及一个非线性部分,通过二阶动态低秩(DLR)方案进行积分。我们的主要贡献是严格证明了在适当假设下,整体方案达到二阶精度。数值实验证实了理论结果,并展示了所提方法的鲁棒性和高效性。

英文摘要:

We propose and analyze a second-order Strang splitting method for a class of stiff matrix differential equations with Sylvester-type structure. The method splits the dynamics into a stiff linear part, treated exactly via matrix exponentials, and a nonlinear part, integrated by a second-order dynamical low-rank (DLR) scheme. Our main contribution is a rigorous convergence proof showing that, under suitable assumptions, the overall scheme achieves second-order accuracy. Numerical experiments confirm the theoretical results and demonstrate the robustness and efficiency of the proposed method.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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