Numerical analysis of a time filtered scheme for a linear hyperbolic equation inspired by DNA transcription modeling
Numerical analysis of a time filtered scheme for a linear hyperbolic equation inspired by DNA transcription modeling
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受 DNA 转录模型启发，对线性双曲方程的时间滤波方案进行数值分析
DOI：
10.1016/j.cam.2023.115135
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发表时间：
2023
影响因子：
2.4
通讯作者：
Rajan, T. Susai
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Boatman, K.;Davis, L.;Pahlevani, F.;Rajan, T. Susai
本文的重点是开发和分析的时间过滤过程的线性双曲方程的动机建模的核糖体RNA在细菌中的转录戴维斯等。（2021年）。我们证明，时间滤波器技术可以与经典的迎风产生一个新的显式计划，几乎没有耗散的方法介绍，和过滤器可以实现最小的计算成本。分析表明，滤波方案使从业者能够调整滤波，因此耗散可以在一系列时间步长选择上任意小。分析还表明，与原迎风格式相比，滤波格式具有更小的局部截断误差。一个CFL条件的新算法的推导，它被证明是依赖于明确的过滤器参数。数值计算说明了稳定性和收敛性，以及耗散和色散的过滤迎风格式的评估。
The focus of this paper is the development and analysis of a time filtering process for a linear hyperbolic equation motivated by the modeling of the transcription of ribosomal RNA in bacteria Davis et al. (2021). We demonstrate that a time filter technique can be combined with the classical upwind to produce a new explicit scheme with virtually no dissipation introduced by the method, and the filter can be implemented with minimal computational cost. The analysis shows that the filtered scheme gives the practitioner the ability to adjust the filtering so the dissipation can be made arbitrarily small over a range of time step choices. The analysis also indicates that the filtered scheme has a smaller local truncation error when compared to that of the original upwind method. A CFL condition for the new algorithm is derived, and it is shown to depend explicitly on the filter parameter. Numerical computations illustrate stability and convergence as well as dissipation and dispersion assessments of the filtered upwind scheme.
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