Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Spektral- und Pseudospektralmethoden zur Lösung der Fokker-Planck und der Schrödinger Gleichung Daniel Seibel Universität des Saarlandes 5. Juli 2016 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Gliederung 1 2 3 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Brownsche Bewegung Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung Rayleigh- und Lorentz-Fokker-Planck-Gleichungen Spektrallösung der Rayleigh-Gleichung Numerische Lösungsmethoden Wiederholung Fokker-Planck-Gleichung Spektralmethoden mit nichtklassischen Basen Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Sturm-Liouville-Probleme Sturm-Liouville-Problem Rotation eines starren Körpers Harmonischer Oszillator Zweidimensionale Schrödingergleichung Abschließende Worte Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Brownsche Bewegung Brownsche Bewegung Betrachte Teilsystem von Teilchen der Masse m, das mit Teilchen eines Hintergrundmediums im Gleichgewicht zur Temperatur Tb interagiert Skalare Kraft F auf das Brownsche Teilchen ist zufällig, nur die Reibungskomponente Fs kann als stetig angenommen werden Setze F (t) = Fs (t) + Fr (t) mit Zeit t und stochastischer Komponente Fr . Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Brownsche Bewegung Langevin-Gleichung Mit skalarer Geschwindigkeit v und Reibungskoeffizienten α erhält man dv m = −αv (t) + Fr (t) dt Problem: Fr ist unbekannt! Lösung: Statt einer nicht deterministischen Gleichung betrachtet man eine stochastische Differentialgleichung. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Brownsche Bewegung Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung In diesem Sinne lässt sich aus der Langevin-Gleichung die Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung mit W-Dichte P ableiten ∂ kB Tb ∂P(v , t) ∂P(v , t) =ν vP(v , t) + , ∂t ∂v m ∂v wobei v (t) Geschwindigkeit zu Zeit t, νv Drift- und ν kBmTb Diffusionskoeffizient und ν Kollisionsfrequenz sind. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung Analytische Lösung Für t → ∞ nimmt P eine stationäre Form P0 an r m −mv 2 exp , P0 (v ) = 2πkB Tb 2kB Tb die eine Maxwell-Verteilung ist. Mit der Anfangsbedingung P(v , 0) = δ(v − v0 ) lässt sich wie folgt substituieren e 2νt − 1 , ν u = ve ντ , τ= P(v , τ ) = e ντ Q(u, τ ) Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung Analytische Lösung Damit wird die Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung zu ∂Q(u, τ ) ∂ 2 Q(u, τ ) =D ∂τ ∂u 2 mit Diffusionskoeffizienten D = νkB Tb m . Die Lösung kann nun mit Fourier-Transformation bestimmt werden 1 −(u − u0 )2 Q(u, τ ) = √ exp , 4Dτ 4πDτ wobei u0 durch die Anfangsbedingung v0 gegeben ist. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung Analytische Lösung Rücksubstitution gibt 1 (x − x0 e −νt )2 exp − P(x, t) = p 1 − e −νt π(1 − e −2νt ) q 2 mit reduzierter Geschwindigkeit x = 2kmv . B Tb Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung Spektralmethode 2 Für die Spektrallösung substituiert man P(x, t) = e −x g (x, t) und erhält ∂g (x, t) ∂ 2 g (x, t) ∂g (x, t) = ν −2x + ∂t ∂x ∂x 2 P Entwicklung in Hermite-Polynome g (x, t) = ∞ n=0 cn Hn (x) führt zu ∞ X n=0 ∞ X dcn (t) Hn (x) =ν cn (t) −2xHn0 (x) + Hn00 (x) dt n=0 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Ornstein-Uhlenbeck-Gleichung Spektralmethode Die Identität −2xHn0 + Hn00 = −2nHn liefert zusammen mit Koeffizientenvergleich dcn (t) = −2nνcn (t), dt also cn (t) = Hn (x0 ) e −2nνt √ . 2n n! π Damit ist die Spektraldarstellung P(x, t) = e −x 2 ∞ X e −2nνt √ Hn (x0 )Hn (x). 2n n! π n=0 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Rayleigh- und Lorentz-Fokker-Planck-Gleichungen Rayleigh- und Lorentz-Fokker-Planck-Gleichungen Der Kollisionsoperator für harte Kugeln in der Boltzmann-Gleichung für ein Gemisch aus zwei Gasen kann für die Übergänge γ=M m → 0 (Rayleigh-Limit) γ → ∞ (Lorentz-Limit) durch je eine Fokker-Planck-Gleichung beschrieben werden. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Rayleigh- und Lorentz-Fokker-Planck-Gleichungen Lorentz-Fokker-Planck-Gleichung Für γ → ∞ erhält man die Fokker-Planck-Gleichung 1 ∂ ∂P(x, t) ∂ = (2x 2 − 3)P(x, t) + [xP(x, t)] , ∂t 4 ∂x ∂x q 2 wobei x = kmv die reduzierte Geschwindigkeit ist. B Tb Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Rayleigh- und Lorentz-Fokker-Planck-Gleichungen Rayleigh-Fokker-Planck-Gleichung Für γ → 0 erhält man die Fokker-Planck-Gleichung ∂ ∂P(y , t) ∂ = (y − 3)P(y , t) + [yP(y , t)] ∂t ∂y ∂y 2 σ0 die reduzierte Energie mit dem wobei y = kmv B Tb Wirkungsquerschnitt σ0 ist. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Spektrallösung der Rayleigh-Gleichung Rayleigh-Gleichung √ Setzt man P(y , t) = P0 (y )g (y , t) mit P0 (y ) = y e −y , sodass so erhält man ∂g (y , t) ∂ 2 g (y , t) 3 ∂g (y , t) =y + −y . 2 ∂t ∂y 2 ∂y 1 Die Laguerre-Polynome Ln2 erfüllen 1 d 2 Ln2 (y ) y + dy 2 1 3 −y 2 1 dLn2 (y ) = −nLn2 (y ). dy Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Spektrallösung der Rayleigh-Gleichung Spektrallösung der Rayleigh-Gleichung Die Entwicklung in Laguerre-Polynome zur Anfangsbedingung P(y , 0) = δ(y − y0 ) liefert cn = 1 n! Ln2 (y0 )e −nt . 3 Γ(n + 2 ) Damit ist die Spektraldarstellung der Lösung ∞ P(y , t) = √ −y X ye 1 1 n! Ln2 (y0 )Ln2 (y )e −nt . 3 Γ(n + 2 ) n=0 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Wiederholung Differentiationsmatrix Ausgehend von der Spektraldarstellung des Differentiald operators dx 1. Ordnung bezüglich einer Orthonormalbasis Pn Z dnm = w (x)Pn (x) dPm (x) dx dx erhält man mit den Transformationsmatrizen √ Tnm = wm Pn (xm ) die pseudospektrale Darstellung Dij = N−1 X N−1 X n=0 m=0 Tin dnm Tmj = √ wi wj N−1 X m=0 0 Pm (xi )Pm (xj ). Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung Fokker-Planck-Gleichung Für die Langevin-Gleichung dv = f (v ) + g (v )ζ(t) + η(t) dt mit ζ multiplikative und η additive Zufallsvariable und f ,g bekannt, erhält man die Fokker-Planck-Gleichung ∂P(v , t) ∂ ∂B(v )P(v , t) = A(v )P(v , t) + . ∂t ∂v ∂v Zudem soll die Anfangsbedingung P(v , 0) = δ(v − v0 ) gelten. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung Fokker-Planck-Gleichung A und B sind zeitunabhängige Drift-und Diffusionskoeffizienten A(v ) = f (v ) + βg (v ) dg (v ) , dv B(v ) = D + βg (v )2 mit Konstanten β und D. P nimmt für t → ∞ die stationäre Form P0 an Z v 1 A(w ) P0 (v ) = exp − dw . B(v ) −∞ B(w ) Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Spektralmethoden mit nichtklassischen Basen Fokker-Planck-Gleichung Man substituiert P(x, t) = P0 (x)g (x, t) und erhält ∂g (x, t) 1 ∂ ∂g (x, t) = B(x)P0 (x) ∂t P0 (x) ∂x ∂x 2 ∂g (x, t) ∂ g (x, t) = −A(x) + B(x) . ∂x ∂x 2 Ist −L der Operator auf der rechten Seite, so hat man ∂g (x, t) = −Lg (x, t). ∂t Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Spektralmethoden mit nichtklassischen Basen Spektralmethode L ist selbstadjungiert bezüglich dem Skalarprodukt mit Gewichtsfunktion P0 , wenn folgendes gilt ∂g (x, t) ∞ = 0. P0 (x)B(x) ∂x 0 Betrachte nun in diesem Fall das Eigenwertproblem Lψ(x) = λψ(x). Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Spektralmethoden mit nichtklassischen Basen Spektralmethode Sei {Sn } die Polynombasis orthonormal bezüglich P0 . Dann hat L die Spektraldarstellung Z ∞ (sp) Lnm = P0 (x)Sn (x)LSm (x)dx. 0 Partielle Integration unter Voraussetzung der Randbedingung ergibt sich die symmetrische Form Z ∞ 1 d dSm (x) (sp) Lnm = P0 (x)Sn (x) P0 (x)B(x) dx P0 (x) dx dx 0 Z ∞ 0 = − P0 (x)B(x)Sn0 (x)Sm (x)dx. 0 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Pseudospektralmethode Sei {Rn } Orthonormalbasis zur Gewichtsfunktion w mit s P0 (x) Rn (x) = Sn (x). w (x) Eingesetzt in die Spektraldarstellung liefert Z ∞ (sp) Lnm = − w (x)B(x) Rn0 (x) + h(x)Rn (x) 0 0 Rm (x) + h(x)Rm (x) dx. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Pseudospektralmethode Sei {Rn } Orthonormalbasis zur Gewichtsfunktion w mit s P0 (x) Rn (x) = Sn (x). w (x) Eingesetzt in die Spektraldarstellung liefert Z ∞ (sp) Lnm = − w (x)B(x) Rn0 (x) + h(x)Rn (x) 0 0 Rm (x) + h(x)Rm (x) dx. Dabei ist h gegeben durch h(x) = w0 P 0 (x) − 0 . 2w (x) 2P0 (x) Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Pseudospektralmethode Für die pseudospektrale Darstellung wählt man eine Quadraturmethode zur Gewichtsfunktion w (sp) Lnm =− N X wk B(xk ) Rn0 (xk ) + h(xk )Rn (xk ) k=1 0 Rm (xk ) + h(xk )Rm (xk ) . Damit erhält man die Darstellung (ps) Lij = N X N X (sp) Tin Lnm Tjm m=1 n=1 mit Transformationsmatrizen Tin = √ wi Rn (xi ). Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Pseudospektralmethode Die erste Summe ist für festes k in Rn (xk ) h(xk ) N X Tin Rn (xk ) = h(xk ) n=1 N X √ wi Rn (xi )Rn (xk ) n=1 = h(xk ) √ δik wk und in Rn0 (xk ) N X n=1 Tin Rn0 (xk ) r N N X X √ w` = wi Rn (xi ) Dk` Rn (x` ) wk n=1 = Dki √ . wk `=1 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Pseudospektralmethode Für die zweite Summe über m erhält man ähnliche Ergebnisse und zusammenfassen ergibt die Darstellung (ps) Lij =− N X B(xk ) [Dki + h(xk )δki ] [Dkj + h(xk )δkj ] . k=1 Für den Fall w = P0 verkürzt sich dies zu (ps) Lij =− N X k=1 B(xk )Dki Dkj . Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Pseudospektralmethoden mit nichtklassischen Quadraturen Lösung des ursprünglichen Problems Diagonalisierung von L(sp) gibt die normierten Eigenfunktionen ψn zu den Eigenwerten λn . Die Lösung der Fokker-Planck-Gleichung ist dann gegeben durch P(x, t) = P0 (x) ∞ X ψn (x0 )ψn (x)e −λn t , n=1 beziehungsweise für L(ps) mit normierten Eigenfunktionen ψ̃n zu den Eigenwerten λ̃n P(xk , tj ) ≈ P0 (xk ) N X n=1 ψn (x0 )ψn (xk )e −λn tj . Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Sturm-Liouville-Problem Definition Das Sturm-Liouville-Problem ist das Eigenwertproblem Lψn (x) = λn w (x)ψn (x) mit einer Gewichtsfunktion w > 0 und dem Differentialoperator L gegeben durch d df (x) Lf (x) = p(x) + q(x)f (x) dx dx mit Diffusionskoeffizient p und Quellterm q. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Sturm-Liouville-Problem Voraussetzungen Seien von nun an p > 0, dp dx und q reellwertig und stückweise stetig. Die Eigenfunktionen ψn seien definiert auf einem Intervall [a, b] ⊂ R und erfüllen die Randbedingungen q(a)ψn (a) + p(a)ψn0 (a) = 0, q(b)ψn (b) + p(b)ψn0 (b) = 0 Diese Randbedingungen stellen sicher, dass L selbstadjungiert bezüglich dem L2 -Skalarprodukt ist. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Sturm-Liouville-Problem Sturm-Liouville-Problem Die Transformation y = − R q w (x) p(x) dx führt zu d 2 φn (y ) + V (y )φn (y ) = λn φn (y ) dy 2 mit dem Potential V V (y ) = d2 1 q[x(y )] + m[x(y )] 2 , w [x(y )] dy m[x(y )] 1 wobei m(x) = [p(x)w (x)]− 4 und ψn (x) = m(x)φn [y (x)] gilt. Orthogonale Polynome erfüllen diese Gleichungen für bestimme p und q. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Rotation eines starren Körpers Das Modell Die Schrödingergleichung zur Bestimmung der Rotationsenergie eines zweiatomigen Moleküls ist ~2 1 d dψ(θ) − sin θ = E ψ(θ) 2I sin θ dθ dθ mit der quantisierten Energie E und dem Trägheitsmoment I . Die Substitution x = cos θ führt zu d 2 dψ` (x) Hψ` (x) = − (1 − x ) = λ` ψ` (x) dx dx mit dem dimensionslosen Hamiltonoperator H und dem 2 Energieeigenwert E` = λ` ~2I . Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Rotation eines starren Körpers Pseudospektrallösung Für die Eigenwerte λ` gilt λ` = `(` + 1) mit Eigenfunktionen ψ` , die gerade die Legendre-Polynome P` sind. Bezüglich dieser Eigenfunktionen hat H Diagonalgestalt und die pseudospekrale Lösung lautet (ps) Hij = N X (1 − xk2 )Dki Dkj k=1 mit der Differentiationsmatrix (Dij ). Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Harmonischer Oszillator Harmonischer Oszillator Man betrachte die Schrödingergleichung x2 1 Hψn (x) = − ψn00 (x) + ψn (x) = λn ψn (x), 2 2 Die Eigenwerte λn sind 1 λn = (n + ). 2 Mit welcher Methode erhält man die besten Ergebnisse? Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Harmonischer Oszillator Differenzenmethode mit Fourier-Polynomen Man approximiert den Operator H durch eine Differenzenmethode und stellt die Eigenfunktionen durch Fourierpolynome dar. Damit erhält man 1 Hij = 2(∆x)2 ( π 2 /3 2(−1)i−j (i−j)2 i =j i 6= j ) + xi2 δij . 2 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Harmonischer Oszillator Konvergenz der Eigenwerte Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Harmonischer Oszillator Eigenfunktion Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Harmonischer Oszillator Lagrange-Mesh-Methode Eine Pseudospektralmethode mit Hermite-Polynomen liefert die Darstellung ( ) i =j (4N − 1 − 2xi2 )/12 xi2 + Hij = δij . 2 (−1)i−j 1/(xi − xj )2 − 1/4 i 6= j Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Harmonischer Oszillator Tabelle mit Eigenwerten Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Harmonischer Oszillator Ghost Levels Es treten falsche Eigenwerte auf, die ghost levels genannt werden. Dies wird auf nicht exakte Quadratur zurückgeführt. Für n = m = N ist der Integrand von Z 1 ∞ w (x)Hn (x)x 2 Hm (x)dx Vnm = 2 −∞ ein Polynom vom Grad 2N + 2, die Quadratur der Ordnung N ist aber nur bis 2N + 1 exakt! Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Harmonischer Oszillator Pseudospektralmethode Man substituiert ψn (x) = e gleichung und erhält −x 2 2 φ(x) in der Schrödinger- 1 00 φ (x) − xφ0n (x) = nφn (x). 2 n Dies ist gerade eine definierende Gleichung der HermitePolynome. Die Lösung kann also direkt angegeben werden N (ps) Hij = 1X Dki Dkj . 2 k=1 Eigenwerte sind exakt λn = n und Eigenfunktionen φn (xi ) = Hn (xi ). Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Harmonischer Oszillator Konvergenz der Eigenwerte Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Harmonischer Oszillator Eigenfunktion Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Harmonischer Oszillator Konvergenz der Eigenwerte Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Zweidimensionale Schrödingergleichung Spektralmethode Der zweidimensionale Hamiltonoperator hat die Form ∂2 ∂2 − 2 − 2 + V (x, y ) ψnm (x, y ) = λnm ψnm (x, y ). ∂x ∂y Mit Polynombasen Xn (x) zur Gewichtsfunktion u(x) und Ym (y ) zu v (y ) erhält man analog zum eindimensionalen Fall Z Hn0 m0 ,nm = δm0 m u(x)Xn0 0 (x)Xn0 (x)dx + Z 0 δn0 n v (y )Ym0 (y )Ym0 (y )dy + (Vn0 m0 ,nm − Ṽn0 m0 ,nm ). Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Zweidimensionale Schrödingergleichung Spektralmethode Dabei ist Ṽ gegeben durch Z 1 0 1 2 U (x) − U (x) u(x)Xn0 0 (x)Xn0 (x)dx + Ṽn0 m0 ,nm = δm0 m 4 2 Z 1 2 1 0 0 δn n V (y ) − V (y ) v (y )Ym0 0 (y )Ym0 (y )dy 4 2 0 0 (y ) (x) mit U(x) = − uu(x) und V (y ) = − vv (y ). V ist dabei Z Z Vn0 m0 ,nm = u(x)v (y )Xn0 (x)Ym0 (y ) V (x, y )Xn (x)Ym (y )dxdy . Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Zweidimensionale Schrödingergleichung Pseudospektralmethode Entsprechend ist die pseudospektrale Darstellung Hij,k` = δj` N X n=1 Dni Dnk + δik M X Dmj Dm` m=1 h i + V (xi , yj ) − Ṽ (xi , yj ) δik δj` mit Ṽ (x, y ) = 1 2 1 2 0 0 U (x) − U (x) + V (y ) − V (y ) . 4 4 Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Zweidimensionale Schrödingergleichung Plot der Eigenfunktionen Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Abschließende Worte Zusammenfassung Numerisches Lösen einer Fokker-Planck-Gleichung kann auf ein Eigenwertproblem vom Sturm-Liouville-Typ zurückgeführt werden. Spezielle orthogonale Polynome lösen das Eigenwertproblem. Spektral-und Pseudospektrallösungen können mit Hilfe dieser orthogonalen Polynome beschrieben werden. Fokker-Planck-Gleichung in Chemie und Physik Numerische Lösungsmethoden Sturm-Liouville-Probleme Abschließende Worte Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!