Leveraging higher-order time integration methods for improved computational efficiency in a rainshaft model

El estudio demuestra que el uso de integradores temporales de orden superior basados en métodos de Runge-Kutta, junto con un paso de tiempo adaptativo, permite modelar con mayor precisión y eficiencia la microfísica de la lluvia en el modelo E3SMv3, superando las limitaciones de los métodos de primer orden actuales y logrando una velocidad de cálculo más de 10 veces superior.

Justin Dong, Sean P. Santos, Steven B. Roberts, Christopher J. Vogl, Carol S. WoodwardFri, 13 Ma🔬 physics

Deep Domain Decomposition Method for Solving the Variational Inequality Problems

Este artículo presenta un método de descomposición de dominio profundo que integra redes neuronales informadas por física (PINN) y el método de Ritz para resolver eficazmente problemas de desigualdad variacional elíptica, logrando un error cuadrático medio de 1.0e-07 y una independencia del número de iteraciones respecto al tamaño de la malla bajo condiciones de solapamiento uniforme.

Yiyang Wang, Qijia Zhou, Shengyuan Deng, Chenliang LiFri, 13 Ma🔢 math

T-systems: a theory of orthonormal functions with a tridiagonal differentiation matrix

Este artículo presenta una caracterización alternativa y constructiva de sistemas ortonormales con matrices de diferenciación tridiagonales y antisimétricas, utilizando el algoritmo de Lanczos diferencial para abordar métodos espectrales en ecuaciones diferenciales parciales dependientes del tiempo y generalizando estos resultados a formas sesquilineales vinculadas con la conservación de energía hamiltoniana.

Arieh Iserles, Marcus WebbFri, 13 Ma🔢 math

Non-uniform α\alpha-Robust Alikhanov Mixed FEM with Optimal Convergence for the Time-Fractional Allen--Cahn Equation

Este artículo presenta un método de elementos finitos mixtos no uniforme con el esquema Alikhanov para la ecuación de Allen-Cahn fraccionaria en el tiempo, demostrando estimaciones de error óptimas en L2L^2 que son robustas respecto al orden fraccionario α\alpha bajo supuestos de regularidad más débiles que los habituales.

Abhinav Jha, Samir Karaa, Aditi TomarFri, 13 Ma🔢 math

Cayley Commutator-free Methods for Krotov-Type Algorithms in Quantum Optimal Control

Este artículo presenta un método numérico de integración geométrica basado en integrales de Cayley sin conmutadores que, al reformular el algoritmo de Krotov, preserva la unitariedad y la simetría en problemas de control óptimo cuántico, logrando una mayor eficiencia computacional y estabilidad en comparación con los propagadores exponenciales tradicionales.

Boris Wembe, Usman Ali, Torsten Meier, Sina Ober-BlöbaumFri, 13 Ma🔢 math

Inverse tt-source problem and a strict positivity property for coupled subdiffusion systems

Este artículo aborda el problema inverso de determinar la componente temporal de la fuente en un sistema acoplado de ecuaciones de difusión fraccionaria mediante observación en un solo punto, estableciendo estabilidad Lipschitz y unicidad bajo ciertas condiciones estructurales y demostrando la positividad estricta de una integral fraccionaria, mientras propone y valida numéricamente un método iterativo de regularización basado en el filtro de Kalman para la recuperación simultánea de fuentes.

Mohamed BenSalah, Yikan LiuFri, 13 Ma🔢 math

Bathymetry reconstruction via optimal control in well-balanced finite element methods for the shallow water equations

Este artículo presenta un nuevo método de reconstrucción directa de batimetría basado en control óptimo y regularización L1L^1 para estimar el fondo marino a partir de observaciones de la superficie libre, logrando estabilidad y preservando discontinuidades en la topografía mediante la resolución de un problema inverso mal planteado.

Falko Ruppenthal, Dmitri KuzminFri, 13 Ma🔢 math

An error control framework for computing the exponential of matrices arising from the finite element discretization

Este artículo propone un marco de control de errores para calcular la acción del exponencial de matrices provenientes de la discretización por elementos finitos, el cual utiliza la transformación de similitud de la matriz para superar las dificultades asociadas al cálculo y la acotación de su rango numérico, permitiendo así obtener resultados con una precisión prescrita.

Fuminori Tatsuoka, Yuto Miyatake, Tomohiro SogabeFri, 13 Ma🔢 math

Parameter unbounded Uzawa and penalty-splitted accelerated algorithms for frictionless contact problems

Este artículo presenta un marco iterativo unificado para problemas de contacto sin fricción que, mediante una estrategia de aceleración de punto fijo de tipo "Crossed-Secant", logra una convergencia eficiente y libre de restricciones paramétricas al utilizar únicamente sistemas de rigidez estándar, evitando así matrices mal condicionadas.

Daria Koliesnikova, Isabelle RamièreFri, 13 Ma🔢 math

On the efficiency of a posteriori error estimators for parabolic partial differential equations in the energy norm

El artículo demuestra la eficiencia de los estimadores de error *a posteriori* para la ecuación del calor discretizada con el método de Euler implícito y elementos finitos conformes, cuando la solución numérica se define como el promedio entre reconstrucciones continuas a trozos afines y constantes en el tiempo, mostrando que dicha eficiencia depende tanto de la norma elegida como de la noción de solución numérica.

Iain Smears2026-03-12🔢 math