Multisymplectic geometry, variational integrators, and nonlinear PDEs
Jerrold E. Marsden, George W. Patrick, Steve Shkoller
本文介绍了对连续和离散力学和场理论的几何变化方法。 使用多对称几何,我们表明基本几何结构的存在以及它们沿解决方案的保存可以直接从变化原理获得。 特别是,我们证明一个独特的多共体结构是通过取一个动作函数的导数获得的,并使用这种结构来证明共性守恒和诺特定理的协变概括。 具有这些重要保存特性的PDE的天然离散化方案,然后选择离散作用功能。 在力学的情况下,我们恢复Veselov类型的变异共体集成体,而对于PDE,我们获得协变时空集成器,这些集成器可以保存相应的离散多对称形式以及对应对称的离散动量映射。 我们表明,通常沿着无限维空间的共性概念可以通过进行时空分割来自然获得。 我们方法的所有方面都用非线性正弦-戈登方程进行演示,包括计算结果和与其他离散化方案的比较。
This paper presents a geometric-variational approach to continuous and discrete mechanics and field theories. Using multisymplectic geometry, we show that the existence of the fundamental geometric structures as well as their preservation along solutions can be obtained directly from the variational principle. In particular, we prove that a unique multisymplectic structure is obtained by taking the derivative of an action function, and use this structure to prove covariant generalizations of con...