We present different regularizations and numerical methods for the nonlinear Schr\"odinger equation with singular nonlinearity (sNLSE) including the regularized Lie-Trotter time-splitting (LTTS) methods and regularized Lawson-type exponential integrator (LTEI) methods. Due to the blowup of the singular nonlinearity, i.e., $f(\rho)=\rho^{\alpha}$ with a fixed exponent $\alpha<0$ goes to infinity when $\rho \to 0^+$ ($\rho = |\psi|^2$ represents the density with $\psi$ being the complex-valued wave function or order parameter), there are significant difficulties in designing accurate and efficient numerical schemes to solve the sNLSE. In order to suppress the round-off error and avoid blowup near $\rho = 0^+$, two types of regularizations for the sNLSE are proposed with a small regularization parameter $0 < \eps \ll 1$. One is based on the local energy regularization (LER) for the sNLSE via regularizing the energy density $F(\rho) = \frac{1}{\alpha+1}\rho^{\alpha+1}$ locally near $\rho = 0^+$ with a polynomial approximation and then obtaining a local energy regularized nonlinear Schr\"odinger equation via energy variation. The other one is the global nonlinearity regularization which directly regularizes the singular nonlinearity $f(\rho)=\rho^{\alpha}$ to avoid blowup near $\rho = 0^+$. For the regularized models, we apply the first-order Lie-Trotter time-splitting method and Lawson-type exponential integrator method for temporal discretization and combine with the Fourier pseudospectral method in space to numerically solve them. Numerical examples are provided to show the convergence of the regularized models to the sNLSE and they suggest that the local energy regularization performs better than directly regularizing the singular nonlinearity globally.


翻译:我们为非线性蒸馏器(sNLSE)提供了不同的正规化和数字方法, 包括固定的 Lie- Trotter 时间分割法(LTTTS) 和常规化的劳森型指数化聚合器(LTEI) 方法。 由于单非线性爆炸, 即 $f(\rho)\\\\\\\\\\\\\al\alpha} 美元, 固定的Expentential demodition $\al- premodition ($\al=0), 当 美元到纯非线性 $ ($\\\\ 美元= ⁇ ) 美元, 时, 当 美元到最小化的正常化时, 美元= 美元=美元 本地化的正常化的能源 =REMI_r=正常化法, 以本地化的方法 1美元 以本地化的 RER=Risr=正常化的能源模式 。

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
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
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
1+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
1+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
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月19日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1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
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012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
1+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
1+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