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Discontinuous Galerkin Methods with Time-Operators in Their Numerical Traces for Time-Dependent Electromagnetics
Indexado
WoS WOS:000797796400001
Scopus SCOPUS_ID:85130907587
DOI 10.1515/CMAM-2021-0215
Año 2022
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



We present a new class of discontinuous Galerkin methods for the space discretization of the time-dependent Maxwell equations whose main feature is the use of time derivatives and/or time integrals in the stabilization part of their numerical traces. These numerical traces are chosen in such a way that the resulting semidiscrete schemes exactly conserve a discrete version of the energy. We introduce four model ways of achieving this and show that, when using the mid-point rule to march in time, the fully discrete schemes also conserve the discrete energy. Moreover, we propose a new three-step technique to devise fully discrete schemes of arbitrary order of accuracy which conserve the energy in time. The first step consists in transforming the semidiscrete scheme into a Hamiltonian dynamical system. The second step consists in applying a symplectic time-marching method to this dynamical system in order to guarantee that the resulting fully discrete method conserves the discrete energy in time. The third and last step consists in reversing the above-mentioned transformation to rewrite the fully discrete scheme in terms of the original variables.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Mathematics, Applied
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Sin Disciplinas
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Cockburn, Bernardo Hombre University of Minnesota Twin Cities - Estados Unidos
Univ Minnesota - Estados Unidos
2 Du, Shukai - University of Wisconsin-Madison - Estados Unidos
UNIV WISCONSIN - Estados Unidos
3 SANCHEZ-URIBE, MANUEL ALEJANDRO Hombre Facultad de Matemáticas - Chile
Pontificia Universidad Católica de Chile - Chile

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Financiamiento



Fuente
NSF
FONDECYT Iniciacion grant

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Agradecimientos



Agradecimiento
B. Cockburn was supported in part by the NSF through grant DMS-1912646. M. A. Sanchez was supported by FONDECYT Iniciacion grant n. 11180284.

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