Dispersión numérica


En matemáticas computacionales , la dispersión numérica es una dificultad con las simulaciones por computadora de continuos (como fluidos) donde el medio simulado exhibe una mayor dispersividad que el medio verdadero. Este fenómeno puede ser particularmente atroz cuando el sistema no debería ser dispersivo en absoluto, por ejemplo, un fluido que adquiere alguna dispersión espuria en un modelo numérico. Ocurre siempre que la relación de dispersión para la aproximación en diferencias finitas no sea lineal. [1] [2] Por estas razones, a menudo se considera un error numérico . La dispersión numérica a menudo se identifica, vincula y compara con la difusión numérica , [3] otroartefacto de origen similar.

Dispersión numérica de una señal de pulso cuadrado en un esquema FDTD unidimensional simple . El pulso se distorsiona a medida que se propaga en un  medio de vacío .

En las simulaciones, el tiempo y el espacio se dividen en cuadrículas discretas y las ecuaciones diferenciales continuas de movimiento (como la ecuación de Navier-Stokes) se discretizan en ecuaciones en diferencias finitas; [4] estas ecuaciones discretas en general no son idénticas a las ecuaciones diferenciales originales, por lo que el sistema simulado se comporta de manera diferente al sistema físico pretendido. La cantidad y el carácter de la diferencia depende del sistema que se simule y del tipo de discretización que se utilice.

  1. ^ dispersión numérica. Glosario de la Sociedad Meteorológica Estadounidense; Última modificación de la página el 26 de enero de 2012, a las 19:36.
  2. ^ "lecture10.dvi" (PDF) . Consultado el 16 de febrero de 2021 .
  3. ^ CAPÍTULO 5: Disipación, dispersión y velocidad de grupo TREFETHEN
  4. ^ "Dispersión numérica" . ccrma.stanford.edu .