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Energy-Preserving Parareal-RKN Algorithms for Hamiltonian Systems

NUmERICAL mATHEmATICS-THEORY methods AND APPLICATIONS 2024年第1期17卷 121-144页

作者： miao, Zhen Wang, Bin Jiang, Yaolin Northwestern Polytech Univ Sch Math & Stat Xian 710072 Peoples R China Xi An Jiao Tong Univ Sch Math & Stat Xian 710049 Peoples R China

In this paper, we formulate and analyse a kind of parareal-RKN algorithms with energy conservation for Hamiltonian systems. The proposed algorithms are constructed by using the ideas of parareal methods, runge-kutta-nystrom (RKN) methods and projection methods. It is shown that the algorithms can exactly preserve the energy of Hamiltonian systems. moreover, the convergence of the integrators is rigorously analysed. Three numerical experiments are carried out to support the theoretical results presented in this paper and show the numerical behaviour of the derived algorithms.

关键词： Parareal methods runge-kutta-nystro center dot m methods Hamiltonian systems energy conservation WAVE-FORm RELAXATION TImE INTEGRATORS SImULATION

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