Solución numérica de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en 2D utilizando el método de soluciones particulares con funciones base polinómicas
Autores: Dangal, Thir Raj; Khatri Ghimire, Balaram; Lamichhane, Anup Raja
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Solución numérica de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en 2D utilizando el método de soluciones particulares con funciones base polinómicas
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Matemáticas aplicadas
Palabras clave
Método
Soluciones particulares
Funciones base polinómicas
MPS-PBF
Funciones base radiales
RBFs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 34
Citaciones: Sin citaciones
El método de soluciones particulares utilizando funciones base polinómicas (MPS-PBF) se ha utilizado extensamente para resolver varios tipos de ecuaciones diferenciales parciales. Los métodos tradicionales que emplean funciones base radiales (RBF), como las funciones gaussianas, multicuadráticas y Matérn, a menudo sufren problemas de precisión debido a su dependencia de un parámetro de forma, que es muy difícil de seleccionar de manera óptima. En este estudio, adoptamos el MPS-PBF para resolver la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en dos dimensiones. Al utilizar funciones base polinómicas, nuestro enfoque elimina la necesidad de determinar un parámetro de forma, simplificando así el proceso de solución. La discretización espacial se realiza utilizando el MPS-PBF, mientras que la discretización temporal se maneja a través de los métodos de Euler hacia atrás y Crank-Nicolson. Para abordar la mala condicionamiento de la matriz del sistema resultante, incorporamos una técnica de múltiples escalas. Para validar la eficacia del esquema propuesto, presentamos cuatro ejemplos numéricos y comparamos los resultados con soluciones analíticas conocidas, demostrando la precisión y robustez del esquema.
Descripción
El método de soluciones particulares utilizando funciones base polinómicas (MPS-PBF) se ha utilizado extensamente para resolver varios tipos de ecuaciones diferenciales parciales. Los métodos tradicionales que emplean funciones base radiales (RBF), como las funciones gaussianas, multicuadráticas y Matérn, a menudo sufren problemas de precisión debido a su dependencia de un parámetro de forma, que es muy difícil de seleccionar de manera óptima. En este estudio, adoptamos el MPS-PBF para resolver la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo en dos dimensiones. Al utilizar funciones base polinómicas, nuestro enfoque elimina la necesidad de determinar un parámetro de forma, simplificando así el proceso de solución. La discretización espacial se realiza utilizando el MPS-PBF, mientras que la discretización temporal se maneja a través de los métodos de Euler hacia atrás y Crank-Nicolson. Para abordar la mala condicionamiento de la matriz del sistema resultante, incorporamos una técnica de múltiples escalas. Para validar la eficacia del esquema propuesto, presentamos cuatro ejemplos numéricos y comparamos los resultados con soluciones analíticas conocidas, demostrando la precisión y robustez del esquema.