Evaluación numérica de una combinación de métodos IMEX y diferencias finitas para la solución del modelo BCRE

Evaluación numérica de una combinación de métodos IMEX y diferencias finitas para la solución del modelo BCRE

En este trabajo presentamos una comparación numérica de métodos de integración en tiempo utilizando como discretización espacial el método de diferencias finitas para aproximar la solución de un par de ecuaciones diferenciales parciales acopladas que modelan la dinámica de la superficie de una pila...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autores principales: QUIROZ, DARWIN E., HENRÍQUEZ, IVAN Y.
Formato: Online
Idioma:spa
Publicado: Universidad Nacional Autónoma de Honduras 2024
Acceso en línea:https://www.camjol.info/index.php/fisica/article/view/19426
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spelling FISICA194262024-12-10T17:17:26Z Numerical evaluation of a combination of IMEX and finite difference methods for the solution of the BCRE model Evaluación numérica de una combinación de métodos IMEX y diferencias finitas para la solución del modelo BCRE QUIROZ, DARWIN E. HENRÍQUEZ, IVAN Y. sand piles BCRE model finite difference method IMEX and LI-IMEX methods pilas de arena modelo BCRE método de diferencias finitas métodos IMEX y LI-IMEX In this paper we present a numerical comparison of time integration methods using the finite difference method as spatial discretization to approximate the solution of a pair of coupled partial differential equations that model the dynamics of a sand pile surface. Given the non-linear nature of the model equations, in addition to having diffusion terms, time integration requires a higher computational cost when applying totally explicit or totally implicit schemes, due to this, a study of schemes that combine the methods is carried out. implicit and explicit methods which show a reduction in computational cost while maintaining precision. For each method, the theoretical convergence rate was verified. In the LI-IMEX schemes, a considerable improvement in execution time was obtained. En este trabajo presentamos una comparación numérica de métodos de integración en tiempo utilizando como discretización espacial el método de diferencias finitas para aproximar la solución de un par de ecuaciones diferenciales parciales acopladas que modelan la dinámica de la superficie de una pila de arena. Dada la naturaleza no lineal de las ecuaciones del modelo, además de poseer términos de difusión, la integración en tiempo requiere un mayor costo computacional al aplicar esquemas totalmente explícitos o totalmente implícitos, debido a esto, se realiza un estudio de esquemas que combinan los métodos implícitos y métodos explícitos los cuales muestran una reducción del costo computacional manteniendo la precisión. Para cada método se verificó la tasa de convergencia teórica. En los esquemas LI-IMEX se obtuvo una mejora considerable en el tiempo de ejecución. Universidad Nacional Autónoma de Honduras 2024-12-10 info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion Peer-reviewed Article Artículo revisado por pares application/pdf https://www.camjol.info/index.php/fisica/article/view/19426 10.5377/ref.v12i1.19426 Revista de la Escuela de Física; Vol. 12 No. 1 (2024); 37-50 Revista de la Escuela de Física; Vol. 12 Núm. 1 (2024); 37-50 2412-2564 spa https://www.camjol.info/index.php/fisica/article/view/19426/23358 Derechos de autor 2024 Revista de la Escuela de Física http://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
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