Bose-Einstein凝聚态基态解的加权数值方法及稳定性分析OA

构造加权法离散归一化梯度流,求解玻色-爱因斯坦凝聚态(Bose-Einstein condensate, BEC)的基态解,整合和扩充了离散归一化梯度流的经典有限差分法。同时,结合冯·诺伊曼(von Neumann)条件和冻结系数法证明了不同加权因子下数值格式的稳定性条件。从局部截断误差大小来看,加权法的最优加权因子为1/2。数值实验验证了加权法的稳定性条件,表明加权法可有效求解基态,且在求解过程中能量随时间演化呈递减趋势。另外,当加权因子取值为1/3时,数值结果展示对应数值格式在空间方向具有二阶收敛性。