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High-order guaranteed lower bounds for the Schrödinger eigenvalue problem

Grässle, Benedikt; Hauck, Moritz 1; Liang, Yizhou
1 Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

We compute unconditional guaranteed lower eigenvalue bounds for Schrödinger operators using a modified hybrid high-order method with built-in correction for the potential defect. The method assumes exact numerical integration and allows possibly unbounded potentials in $L^p$ for $p>n/2$ and $p\ge2$ on general polyhedral domains. We prove that the high-order correction preserves optimal a priori convergence orders, and derive reliable and efficient a posteriori error estimators. Numerical experiments provide striking evidence of optimal high-order convergence rates of the adaptive algorithm.


Volltext §
DOI: 10.5445/IR/1000198749
Veröffentlicht am 03.11.2026
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Angewandte und Numerische Mathematik (IANM)
Sonderforschungsbereich 1173 (SFB 1173)
Publikationstyp Forschungsbericht/Preprint
Publikationsmonat/-jahr 11.2026
Sprache Englisch
Identifikator ISSN: 2365-662X
KITopen-ID: 1000198749
Verlag Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Umfang 31 S.
Serie CRC 1173 Preprint ; 2026/60
Projektinformation SFB 1173, 258734477 (DFG, DFG KOORD, SFB 1173/3)
Externe Relationen Siehe auch
Schlagwörter guaranteed lower eigenvalue bounds, Schrödinger operator, hybrid high-order method, unbounded potential, explicit constants, a priori error analysis, a posteriori error analysis, adaptive mesh refinement
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