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pythOS: A Python Library for Solving IVPs by Operator Splitting
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AI
DOI：10.1145/3828540.png)
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摘要
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算子分裂方法在微分方程的数值求解中应用广泛，特别是在由偏微分方程的行方法离散化产生的常微分方程初值问题中。此类问题通常通过使用专用方法分别处理各项，而非整体统一处理，能够更有效地求解。本文介绍了pythOS，一个用于通过算子分裂方法系统求解微分方程的Python软件库。pythOS的功能主要聚焦于分数步方法，包括实数和复数系数的方法，但也实现了加性龙格-库塔方法、广义加性龙格-库塔方法、多速率方法和多速率无穷小方法。通过为偏微分方程的有限元空间离散化提供与Firedrake库的接口，以及进一步通过方便地实现来自Irksome软件库的指数时间积分方法和完全隐式龙格-库塔方法，简化了实际问题的求解实验。通过示例展示了
Keyword:
time stepping,operator splitting,fractional-step methods,additive Runge–Kutta methods,multi-rate methods,multi-rate infinitesimal methods