江西师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.48Issue(2) :189-193.DOI:10.16357/j.cnki.issn1000-5862.2024.02.10

2维薛定谔方程的一种高精度紧致差分格式

The High-Order Compact Difference Scheme for Two-Dimensional Schr?dinger Equation

依力米努尔·尼扎木 开依沙尔·热合曼
江西师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.48Issue(2) :189-193.DOI:10.16357/j.cnki.issn1000-5862.2024.02.10

2维薛定谔方程的一种高精度紧致差分格式

The High-Order Compact Difference Scheme for Two-Dimensional Schr?dinger Equation

依力米努尔·尼扎木 1开依沙尔·热合曼1
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作者信息

  • 1. 新疆大学数学与系统科学学院,新疆乌鲁木齐 830046
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摘要

该文对2维薛定谔方程利用局部一维化方法,将2维方程分裂为x、y方向的2个1维薛定谔方程,然后采用6阶紧致格式的离散方法来处理空间变量的2阶导数项,将薛定谔方程转化为一个常微分方程组.通过L-稳定Simpson方法对上述空间离散化得到的常微分方程进行离散化,得到了一种具有空间6阶精度和时间3阶精度的格式,并证明了该格式无条件稳定性.并通过数值模拟和对比方法验证了格式的有效性.

Abstract

In this paper,the two-dimensional Schrödinger equation is split into two one-dimensional Schrödinger equations in x and y direction by using the local one-dimensional method.Then,the sixth-order compact scheme is used to deal with the second derivative terms of spatial variables,and the Schrödinger equation is transformed into a system of ordinary differential equations.The L-stable Simpson method is used to discretize the ordinary differential equation obtained from the space discretization.Therefore,a scheme with spatial sixth-order accuracy and temporal third-order accuracy is obtained,and the unconditional stability of the scheme is proved.Finally,the validity of the scheme is verified by numerical simulation and comparison.

关键词

2维薛定谔方程/高精度紧致差分格式/局部1维化方法/L-稳定Simpson方法

Key words

two-dimensional Schrödinger equation/high-order compact difference scheme/local one-dimensional method/L-stable Simpson method

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基金项目

国家自然科学基金(11461069)

新疆大学博士启动基金(BS150204)

出版年

2024
江西师范大学学报(自然科学版)
江西师范大学

江西师范大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.538
ISSN:1000-5862
参考文献量3
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