Complex second order boundary value problem

I am currently trying to solve a second order BVP, but I do not think I am handling breaking down the second order differential equation into two first order equations while taking into account the complex term correctly.

The differential equation is
f”(z) = -2ikf'(z) + V(phi_sol(z))f(z)

Boundary Conditions
z-> inf,
f'(z) = 0, f(z) = 1

I am trying to determine the small fluctuations about a soliton solution that I have determined earlier and phi_sol(z) is that solution of the soliton at z and k is the wavenumber/mode of the fluctuations.

Code (in order to run the code you may have to pip install pynverse):

import numpy as np
from pynverse import inversefunc
from scipy.integrate import solve_bvp
import matplotlib.pyplot as plt

def f(x, a=1):
    term1 = (x**2 - 1) * (x**2 + a**2)
    term2 = -2 * np.arctan(x / a) + a * (np.log(1 - x) - np.log(1 + x))
    numerator = term1 * term2
    denominator = 2 * np.sqrt(2) * (a + a**2) * np.sqrt((x**2 - 1)**2 * 
                  (x**2 + a**2)**2)
    return numerator / denominator

# Set up the domain
domain = np.linspace(-0.999, 0.999, 500)

# Evaluate the function to determine its range (image)
image_values = f(domain)


# Define the inverse of the function using pynverse within the valid 
# image range
inverse_f = inversefunc(f, domain=[-0.999, 0.999])

# Restrict y_values to the valid range of the function
y_values = np.linspace(np.min(image_values), np.max(image_values), 500)


a = 1.0  
z = y_values


# Define the second derivative of the potential U''(phi)
def U_prime_prime(phi):
   return 4 * (14 * phi**6 + (15 * a**2 - 15) * phi**4 + (3 * a**4 - 
              12 * a**2 + 3) * phi**2 - a**4 + a**2)

# Define the effective potential V_eff(z)
def V_eff(z,  U_prime_prime):
    # We need to compute V_eff based on the soliton profile 
    # phi_sol(z)
    return U_prime_prime(inverse_f(z)) - U_prime_prime(1)
    # U_prime_prime(1) is a constant

def system(z, y, k,  U_prime_prime):
    # y[0] = f(z), y[1] = f'(z)
    f, fp = y
    Veff = V_eff(z,  U_prime_prime)
    # First order system of equations
    return np.vstack([fp, -2j * k * fp + Veff * f])

# Boundary conditions
def bc(ya, yb):
    # Boundary conditions: f(z) -> 1 as z -> ∞, f'(z) -> 0 as z -> ∞
    return np.array([ya[0], yb[1]-1])

# Initial guess for f(z)
y_init = np.zeros((2, z.size))
y_init[0] = np.cos(z)  

k = 1.0  

solution = solve_bvp(lambda z, y: system(z, y, k,  U_prime_prime), bc, z, y_init)

if solution.success:
    # Plot the solution f(z)
    plt.plot(z, solution.sol(z)[0], label="f(z)")
    plt.xlabel("z")
    plt.ylabel("f(z)")
    plt.title("Solution to the Quantum Fluctuation Equation")
    plt.legend()
    plt.grid(True)
    plt.show()
else:
    print("Solution failed to converge")

4

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật