Recent years have seen an increasing amount of research devoted to the development of so-called resonance-based methods for dispersive nonlinear partial differential equations. In many situations, this new class of methods allows for approximations in a much more general setting (e.g. for rough data) than, for instance, classical splitting or exponential integrator methods. However, they lack one important property: the preservation of geometric structures. This is particularly drastic in the case of the Korteweg--de Vries (KdV) equation which is a fundamental model in the broad field of dispersive equations that is completely integrable, possessing infinitely many conserved quantities, an important property which we wish to capture -- at least up to some degree -- also on the discrete level. A revolutionary step in this direction was set by the theory of geometric numerical integration resulting in the development of a wide range of structure-preserving algorithms for Hamiltonian systems. However, in general, these methods rely heavily on highly regular solutions. State-of-the-art low-regularity integrators, on the other hand, poorly preserve the geometric structure of the underlying PDE. This work makes a first step towards bridging the gap between low regularity and structure preservation. We introduce a novel symplectic (in the Hamiltonian picture) resonance-based method on the example of the KdV equation that allows for low-regularity approximations to the solution while preserving the underlying geometric structure of the continuous problem on the discrete level.


翻译:近些年来,用于发展所谓的共振非线性局部偏差方程式的所谓共振法的研究数量不断增加。在许多情况下,这种新型方法允许在比传统分裂或指数化集成法更宽泛得多的环境下(例如粗略数据)近似(例如粗略数据),而不是传统分裂或指数化集成法。然而,它们缺乏一个重要属性:维护几何结构。对于Korteweg-de Vries(KdV)方程式来说,这一方程式特别剧烈,这是完全无法接受的分散式方程式广泛领域的一个基本模型,具有无限的节能数量,这是我们希望在离散的层面上(至少在某种程度上)在更宽泛的环境下捕捉到的近似近似。这个方向上的一个革命性步骤是由几何数字集成理论所决定的,该理论为汉密尔密尔顿系统开发了广泛的结构保存算法。然而,一般来说,这些方法在很大程度上依赖于非常固定的解决方案。 国家低定流方方方方程式,它拥有无限的节制数量,我们希望在另一层次的平面的平面结构中,而我们没有固定地平整的平的平的平面法结构,而使不断的平的平基的平整的平面法结构的平面法结构成为我们平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平的平。

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