A Semi-implicit Exponential Low-Regularity Integrator for the Navier--Stokes Equations

数学 指数积分器 离散化 积分器 无粘流 欧拉公式 数学分析 反向欧拉法 指数函数 应用数学 趋同(经济学) 欧拉方程 非线性系统 搭配(遥感) 经典力学 微分方程 物理 遥感 量子力学 常微分方程 地质学 经济增长 经济 电压 微分代数方程
作者
Buyang Li,Shu Ma,Katharina Schratz
出处
期刊:SIAM Journal on Numerical Analysis [Society for Industrial and Applied Mathematics]
卷期号:60 (4): 2273-2292 被引量:8
标识
DOI:10.1137/21m1437007
摘要

A new type of low-regularity integrator is proposed for the Navier--Stokes equations. Unlike the other low-regularity integrators for nonlinear dispersive equations, which are all fully explicit in time, the proposed method is a semi-implicit exponential method in time in order to preserve the energy-decay structure of the Navier--Stokes equations. First-order convergence of the proposed method is established independently of the viscosity coefficient $\mu$ under weaker regularity conditions than other existing numerical methods, including the semi-implicit Euler method and classical exponential integrators. The proposed low-regularity integrator can be extended to full discretization with either a stabilized finite element method or a spectral collocation method in space, as illustrated in this article. Numerical results show that the proposed method is much more accurate than the semi-implicit Euler method in the viscous case $\mu=O(1)$ and more stable than the classical exponential integrator in the inviscid case $\mu\rightarrow 0$.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Wanderer发布了新的文献求助10
刚刚
大个应助Sove采纳,获得10
刚刚
阔达芾完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
1秒前
落寞的冰菱关注了科研通微信公众号
1秒前
橘寄完成签到,获得积分10
2秒前
科研通AI6.2应助小马驹采纳,获得10
2秒前
可可奇发布了新的文献求助10
2秒前
LALALALA发布了新的文献求助10
2秒前
谷粱紫槐完成签到,获得积分10
2秒前
小马甲应助lumos采纳,获得10
3秒前
沈星星发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
5秒前
5秒前
东北萧亚轩完成签到,获得积分10
5秒前
漫漫完成签到 ,获得积分10
6秒前
赘婿应助康康采纳,获得10
6秒前
科研通AI6.3应助聪明芷蝶采纳,获得10
6秒前
Twonej应助泡泡泡芙采纳,获得30
6秒前
kkkkki发布了新的文献求助10
6秒前
108完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
Singularity应助awaw采纳,获得10
7秒前
偷喝汽水完成签到,获得积分10
7秒前
太阳发布了新的文献求助20
8秒前
种太阳发布了新的文献求助10
8秒前
wanci应助明亮的嚣采纳,获得10
8秒前
8秒前
cym发布了新的文献求助10
9秒前
CodeCraft应助Abx采纳,获得10
9秒前
9秒前
iwh完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
10秒前
领导范儿应助xxy采纳,获得10
10秒前
科研通AI6.3应助彩色雨文采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Kinesiophobia : a new view of chronic pain behavior 5000
Molecular Biology of Cancer: Mechanisms, Targets, and Therapeutics 3000
First commercial application of ELCRES™ HTV150A film in Nichicon capacitors for AC-DC inverters: SABIC at PCIM Europe 1000
Handbook of pharmaceutical excipients, Ninth edition 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Digital and Social Media Marketing 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5992205
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7441952
关于积分的说明 16065006
捐赠科研通 5134084
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2753763
邀请新用户注册赠送积分活动 1726606
关于科研通互助平台的介绍 1628468