ترکیبی کارا از روش-های بدون شبکه پتروف-گالرکین موضعی و جداکننده گام زمانی برای حل عددی معادله گینزبورگ-لاندو در حالت‌های دوبعدی و سه بعدی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه ریاضی کاربردی، دانشگاه صنعتی شیراز

چکیده

در این مقاله، یک ترکیب‌کارا از روش جداسازی گام در زمان و روش بدون شبکه پتروف-گالرکین موضعی، برای حل عددی معادله گینزبورگ-لاندو در حالت‌های دو بعدی و سه بعدی ارایه می‌دهیم. از آنجا که حل معادلات غیرخطی با روش‌های برپایه فرم ضعیف کاری پیچیده و همراه با خطا است از روش جداسازی گام در زمان استفاده می‌کنیم. ایده اصلی روش جداسازی این است که مساله اصلی را به دو زیرمساله خطی و غیرخطی تبدیل می‌کند. زیر مساله غیرخطی به صورت تحلیلی حل می‌شود و قسمت خطی را با استفاده از روش بدون شبکه پتروف-گالرکین موضعی در بعد مکانی و روش کرانک نیکلسون در بعد زمانی به صورت عددی حل می‌شود. در این مطالعه از درونیابی متحرک کریجینک به جای تقریب حداقل مربعات متحرک استفاده می‌کنیم. این کار باعث می‌شود که توابع شکل روش بدون شبکه پتروف-گالرکین موضعی دارای خاصیت دلتای کرونکر باشند و شرایط مرزی نیز به صورت مستقیم اعمال ‌شوند. برای محک زدن کارایی و دقت روش چند مثال آورده و حل عددی با روش حاضر با جواب تحلیلی آنها مقایسه شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

An efficient combination of Split-step in time and the Meshless local Petrov-Galerkin methods for solving the Ginzburg-Landau equation in‎‏ ‎two and three dimensions

نویسندگان [English]

  • Esmail Hesameddini
  • Ali Habibirad
Department of Applied Mathematics, Shiraz University of Technology, Shiraz, Iran
چکیده [English]

In this paper, an efficient combination of the time-splitting and meshless local Petrov-Galerkin method for the numerical solution of Ginzburg–Landau equation in‎‏ ‎two and three dimensions is presented. ‎The main idea of splitting scheme is separating the original equation in time into two parts, linear and nonlinear‎. ‎Since, solving the nonlinear part based on the weak form is complicated and contains error, the split-step in time will be used. we solve the nonlinear part analytically and linear part numerically by the meshless local Petrov-Galerkin method in space variables and the Crank-Nicolson method in time‎. Hence, the moving Kriging interpolation is used instated of moving least squares. Therefore, the shape functions of the meshless local Petrov-Galerkin method have the Kronecker's delta property and the boundary conditions can be implemented directly and easily‎. ‎ ‎Several examples for two and three dimensions are presented and the results are compared with their analytical solutions to demonstrate the validity and capability of this method‎.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ginzburg–Landau equation
  • Meshless local Petrov-Galerkin method
  • Time splitting scheme
  • moving Kriging interpolation