In this paper, we develop a novel class of linear energy-preserving integrating factor methods for the 2D nonlinear Schr\"odinger equation with wave operator (NLSW), combining the scalar auxiliary variable approach and the integrating factor methods. A second-order scheme is first proposed, which is rigorously proved to be energy-preserving. By using the energy methods, we analyze its optimal convergence in the $H^1$ norm without any restrictions on the grid ratio, where a novel technique and an improved induction argument are proposed to overcome the difficulty posed by the unavailability of a priori $L^\infty$ estimates of numerical solutions. Based on the integrating factor Runge-Kutta methods, we extend the proposed scheme to arbitrarily high order, which is also linear and conservative. Numerical experiments are presented to confirm the theoretical analysis and demonstrate the advantages of the proposed methods.


翻译:在本文中,我们为2D非线性Schr\'odinger等式与波运商(NLSW)开发了新型的线性节能综合要素法,结合了星际辅助变量法和集成要素法。首先提出了二级计划,严格地证明是节能方案。通过使用能源方法,我们分析了其在1美元标准中的最佳趋同程度,对电网比率不加任何限制,提出了新的技术和改进的上岗论证,以克服因无法先验地估算数字解决方案而带来的困难。根据Runge-Kutta综合因素法,我们将拟议的计划扩大到任意高的顺序,这也是线性和保守性的。我们提出了数字实验,以证实理论分析并展示拟议方法的优点。

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