In this paper, we show that the eigenvalues and eigenvectors of the spectral discretisation matrices resulted from the Legendre dual-Petrov-Galerkin (LDPG) method for the $m$th-order initial value problem (IVP): $u^{(m)}(t)=\sigma u(t),\, t\in (-1,1)$ with constant $\sigma\not=0$ and usual initial conditions at $t=-1,$ are associated with the generalised Bessel polynomials (GBPs). The essential idea of the analysis is to properly construct the basis functions for the solution and its dual spaces so that the matrix of the $m$th derivative is an identity matrix, and the mass matrix is then identical or approximately equals to the Jacobi matrix of the three-term recurrence of GBPs with specific integer parameters. This allows us to characterise the eigenvalue distributions and identify the eigenvectors. As a by-product, we are able to answer some open questions related to the very limited known results on the collocation method at Legendre points (studied in 1980s) for the first-order IVP, by reformulating it into a Petrov-Galerkin formulation. Moreover, we present two stable algorithms for computing zeros of the GBPs, and develop a general space-time spectral method for evolutionary PDEs using either the matrix diagonalisation, which is restricted to a small number of unknowns in time due to the ill-conditioning but is fully parallel, or the QZ decomposition which is numerically stable for a large number of unknowns in time but involves sequential computations. We provide ample numerical results to demonstrate the high accuracy and robustness of the space-time spectral methods for some interesting examples of linear and nonlinear wave problems.


翻译:在本文中,我们显示,光谱离散矩阵的egen值和偏差值与光谱离散矩阵的常规条件$gm=0美元和通常初始条件$t=1美元相关。 分析的基本想法是适当构建解决方案及其双空的基函数,以使美元序列初始值问题(IVP):$u ⁇ (m)}(t) ⁇ sgma u(t),\\\gma\\(t),\\\\(t)\(1,1)美元=0美元,与普通的贝塞尔多语系(GBPPs)相联。正确构建了解决方案及其双空空间基值的基值函数,使美元序列的基数稳定值函数是一个身份矩阵矩阵模型,然后质量矩阵与含有特定整数参数的三期复发数相同或大致相等。 这使得我们能够描述易变值分布,但是作为产品,我们能够解解一些与已知的直径直径直径直的直径直数相关的问题, 在1980年的直径直径直径直径直径直的直径直的直的直径直径直径直数值结果中, 在图中, 解方法中显示的直径直到直径直径直地算法的直地算法的直地算法的直地算算法的直到直地, 直径直地方法显示的直到正向方向法系的直径直径向方向法的直的直到直到直到直到方向法制成。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
Artificial Intelligence: Ready to Ride the Wave? BCG 28页PPT
专知会员服务
26+阅读 · 2022年2月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
73+阅读 · 2022年6月28日
Artificial Intelligence: Ready to Ride the Wave? BCG 28页PPT
专知会员服务
26+阅读 · 2022年2月20日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
77+阅读 · 2020年7月26日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium3
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月9日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员