RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Журнал вычислительной математики и математической физики // Архив

Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 2024, том 64, номер 2, страницы 364–386 (Mi zvmmf11710)

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.

УДК: 519.642.2, 532.59

Поступила в редакцию: 29.06.2023
Исправленный вариант: 15.09.2023
Принята в печать: 20.10.2023

DOI: 10.31857/S0044466924020136


 Англоязычная версия: Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2024, 64:2, 340–361

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2025