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

Este artigo demonstra que a substituição dos métodos de integração temporal de primeira ordem por integradores de ordem superior baseados em Runge-Kutta, combinados com passos de tempo adaptativos no esquema microfísico P3 do modelo E3SMv3, permite simular a microfísica da chuva com a precisão necessária e mais de 10 vezes mais rápido, eliminando a necessidade de limitadores ad hoc e substepping.

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

Deep Ritz Physics-Informed Neural Network Method for Solving the Variational Inequality

Este artigo propõe um método Deep Ritz baseado em Redes Neurais Informadas pela Física (PINNs), que transforma desigualdades variacionais em problemas de otimização e utiliza otimização bayesiana e atualização adaptativa de dados para resolver com precisão e eficiência equações elípticas em diversas áreas de engenharia.

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

Deep Domain Decomposition Method for Solving the Variational Inequality Problems

Este artigo apresenta um método de decomposição de domínio profundo que integra redes neurais informadas por física (PINN) e o método de Ritz para resolver problemas de desigualdade variacional elíptica, demonstrando alta precisão e eficiência computacional através de uma estratégia de treinamento adaptativa baseada em resíduos.

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

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

Este artigo apresenta uma caracterização alternativa e construtiva de sistemas de funções ortonormais com matrizes de diferenciação tridiagonais e antissimétricas, utilizando o algoritmo de Lanczos diferencial para métodos espectrais de equações diferenciais parciais dependentes do tempo, estendendo posteriormente os resultados para formas sesquilineares gerais.

Arieh Iserles, Marcus WebbFri, 13 Ma🔢 math

Compact LABFM: a framework for meshless methods with spectral-like resolving power

O artigo apresenta o Compact LABFM, um novo esquema de método sem malha baseado no método de funções de base anisotrópica local que, ao utilizar estênceis implícitos para otimizar o poder de resolução enquanto mantém a dominância diagonal do sistema linear, alcança precisão espectral em simulações de equações diferenciais parciais em geometrias complexas.

Henry M. Broadley, Steven J. Lind, Jack R. C. KingFri, 13 Ma🔢 math

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

Este artigo investiga um método de elementos finitos mistos não uniforme com o esquema Alikhanov para a equação de Allen-Cahn de ordem fracionária, estabelecendo estimativas de erro ótimas e robustas em relação à ordem fracionária $\alpha$ sob condições de regularidade mais fracas que as usuais.

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

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

Este artigo apresenta um método numérico eficiente e que preserva a estrutura unitária para problemas de controle quântico ótimo, baseado em integradores de Cayley sem comutadores que eliminam a necessidade de exponenciais de matrizes, oferecendo uma alternativa computacionalmente mais barata e estável aos esquemas tradicionais.

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

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

Este artigo resolve o problema inverso de determinar a componente temporal da fonte em um sistema acoplado de equações de difusão fracionária, estabelecendo estabilidade Lipschitz e unicidade sob condições específicas de não degenerescência e estrutura, além de propor um método numérico robusto baseado no Ensemble Kalman para a recuperação simultânea das fontes.

Mohamed BenSalah, Yikan LiuFri, 13 Ma🔢 math

Debye Relaxation in Model-Based Multi-Dimensional Magnetic Particle Imaging

Este artigo apresenta um algoritmo de reconstrução baseado em um modelo de Debye multidimensional que incorpora efeitos de relaxação na Imagem de Partículas Magnéticas (MPI), permitindo a obtenção de reconstruções totalmente baseadas em modelos a partir de dados reais 2D sem a necessidade de funções de transferência de modelo (MTF) específicas.

Vladyslav Gapyak, Thomas März, Andreas WeinmannFri, 13 Ma🔢 math

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

Este artigo apresenta um novo método de reconstrução de batimetria baseado em controle ótimo e regularização $L^1$ para resolver o problema inverso das equações de águas rasas, permitindo a estimativa precisa do fundo marinho a partir de dados de superfície livre ruidosos e preservando descontinuidades topográficas.

Falko Ruppenthal, Dmitri KuzminFri, 13 Ma🔢 math

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

Este artigo propõe um novo quadro de controle de erro para calcular a exponencial de matrizes provenientes da discretização por elementos finitos, utilizando a faixa numérica de uma matriz transformada por similaridade para superar as limitações dos métodos tradicionais quando a matriz de massa é bem condicionada.

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

Mixed precision thin SVD algorithms based on the Gram matrix

Este trabalho apresenta um algoritmo de SVD de precisão mista para matrizes altas e estreitas que utiliza a matriz de Gram e o método de Jacobi para alcançar alta precisão relativa e ganhos de velocidade significativos em comparação com métodos tradicionais.

Erin Carson, Yuxin Ma, Meiyue ShaoFri, 13 Ma🔢 math

Reduced Order Model for Broadband Superabsorption of Waves by Metascreens

Este trabalho apresenta um modelo de ordem reduzida e um método de otimização de forma para o projeto eficiente de metapantallas que absorvem ondas acústicas de baixa frequência em uma ampla faixa de frequências, utilizando ressonadores subcomprimento de onda e derivando aproximações analíticas baseadas em uma matriz de capacitância periódica.

Habib Ammari, Yu Gao, Lara VrabacFri, 13 Ma🔢 math-ph

Gradient-robustness in optimization subject to stationary Navier-Stokes equations

Este artigo discute discretizações robustas ao gradiente para a simulação e o controle ótimo de escoamentos não lineares incompressíveis, comparando diferentes formulações do problema de Navier-Stokes e analisando sua influência nas equações adjuntas necessárias para o cálculo do gradiente.

Constanze Neutsch, Winnifried WollnerFri, 13 Ma🔢 math

Global and local helicity-preservation in the finite element discretisation of magnetic relaxation

Este artigo compara três formulações de elementos finitos para a relaxação magnética, demonstrando que a preservação local da helicidade impede reconexões espúrias e mantém a topologia não trivial em simulações de MHD ideal, ao passo que a conservação apenas global permite relaxação adicional através de reconexão local.

Patrick E. Farrell, Mingdong He, Kaibo Hu, Ganghui ZhangFri, 13 Ma🔢 math

Operator Splitting, Policy Iteration, and Machine Learning for Stochastic Optimal Control

Este artigo propõe um método de divisão de operadores que reduz a equação de Hamilton-Jacobi de segunda ordem a um passo de calor e um passo de primeira ordem resolvido por um algoritmo de iteração de política baseado em gradiente, estabelecendo taxas de convergência para o erro e demonstrando resultados numéricos estáveis e precisos através de aprendizado de máquina.

Alain Bensoussan, Thien P. B. Nguyen, Minh-Binh Tran, Son N. T. TuFri, 13 Ma🔢 math

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

Este artigo propõe um quadro iterativo unificado para problemas de contato mecânico sem atrito que, ao combinar estratégias de divisão deslocamento-força com uma aceleração de ponto fixo do tipo "Crossed-Secant", elimina a necessidade de lidar com matrizes mal condicionadas e garante uma convergência eficiente e independente dos parâmetros numéricos.

Daria Koliesnikova, Isabelle RamièreFri, 13 Ma🔢 math

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

O artigo demonstra a eficiência de estimadores de erro *a posteriori* para a equação do calor discretizada por elementos finitos e Euler implícito, provando que a eficiência na norma de energia depende tanto da escolha da norma quanto da definição da solução numérica, especificamente quando esta é considerada como a média entre reconstruções contínuas e constantes por partes no tempo.

Iain Smears2026-03-12🔢 math

Two-dimensional FrBD friction models for rolling contact: extension to linear viscoelasticity

Este artigo estende o modelo de contato rolante FrBD bidimensional para a viscoelasticidade linear, formulando um sistema de equações diferenciais parciais hiperbólicas que descreve a dinâmica das forças de atrito e estados de deformação, garantindo a bem-postura e a passividade do modelo para qualquer parametrização fisicamente significativa.

Luigi Romano2026-03-12🔬 physics.app-ph

Dissipative quadratizations of polynomial ODE systems

Este artigo estabelece a existência, desenvolve um algoritmo para o cálculo e demonstra em estudos de caso a quadratização de sistemas de equações diferenciais ordinárias polinomiais que preserva a propriedade de dissipatividade, facilitando assim análises de estabilidade em diversas aplicações.

Yubo Cai, Gleb Pogudin2026-03-11⚡ eess

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