Asymptotic Behaviour of Time Stepping Methods for Phase Field Models
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Adaptive time stepping methods for metastable dynamics of the Allen–Cahn and Cahn–Hilliard equations are investigated in the spatially continuous, semi-discrete setting. We analyse the performance of a number of first and second order methods, formally predicting step sizes required to satisfy specified local truncation error $$\sigma $$ σ in the limit of small length scale parameter $$\epsilon \rightarrow 0$$ ϵ → 0 during meta-stable dynamics. The formal predictions are made under stability assumptions that include the preservation of the asymptotic structure of the diffuse interface, a concept we call profile fidelity. In this setting, definite statements about the relative behaviour of time stepping methods can be made. Some methods, including all so-called energy stable methods but also some fully implicit methods, require asymptotically more time steps than others. The formal analysis is confirmed in computational studies. We observe that some provably energy stable methods popular in the literature perform worse than some more standard schemes. We show further that when Backward Euler is applied to meta-stable Allen–Cahn dynamics, the energy decay and profile fidelity properties for these discretizations are preserved for much larger time steps than previous analysis would suggest. The results are established asymptotically for general interfaces, with a rigorous proof for radial interfaces. It is shown analytically and computationally that for most reaction terms, Eyre type time stepping performs asymptotically worse due to loss of profile fidelity.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».