×

广义时间分数阶赫胥黎-伯格方程的数值处理及其稳定性检验。 (英语) Zbl 07435537号

摘要:本文基于三次B样条配点法和积分中值定理,用数值方法逼近广义时间分数阶赫胥黎-伯格方程的解。我们使用积分中值定理,用适当的近似值替换时间分数导数。近似解由三次B样条构造。应用von Neumann技术讨论了该方法的稳定性。该方法被证明是条件稳定的。通过几个数值算例说明了该方法的有效性和准确性。

MSC公司:

6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
35升11 分数阶偏微分方程
65-XX岁 数值分析
65D07年 使用样条曲线进行数值计算
65升60 有限元、Rayleigh-Ritz、Galerkin和常微分方程的配置方法

软件:

RPSM公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] B.Ross和K.S.Miller,《分数微积分和分数微分方程导论》,John-Wiley and Sons出版社,纽约,1993年·兹比尔0789.26002
[2] S.G.Samko、A.A.Kilbas和O.I.Marichev,分数积分和导数,Gordon和Breach,伦敦,1993年·Zbl 0818.26003号
[3] I.Podlubny,分数微分方程,学术出版社,圣地亚哥,1999年·Zbl 0918.34010号
[4] 张毅,孙振中,廖海平,非均匀网格上时间分数阶扩散方程的有限差分方法,J.Compute。物理学。265 (2014), 195-210, . ·Zbl 1349.65359号 ·doi:10.1016/j.jcp.2014.02.008
[5] 王浩,杜新民,三维空间分数阶扩散方程的快速交替方向有限差分方法,计算机学报。物理学。258 (2014), 305-318, . ·Zbl 1349.65342号 ·doi:10.1016/j.jcp.2013.10.040
[6] A.Neamaty和R.Darzi,Sturm-Liouville微分方程变分迭代法和同伦摄动法的比较,界。价值问题。2010 (2010), 910-919. ·Zbl 1191.65107号
[7] S.Javeed、D.Baleanu、A.Waheed、M.S.Khan和H.Afan,解分数阶微分方程的同伦摄动方法分析,《数学》7(2019),第1期,第40页。 ·doi:10.3390/路径7010040
[8] M.Yavuz和N.Ozdemir,分数阶热方程的数值逆拉普拉斯同伦技术,Therm。科学。22 (2018), 185-194, . ·doi:10.2298/TSCI170804285Y
[9] A.Elsaid,解Riesz分数阶偏微分方程的变分迭代法,计算。数学。申请。60(2010),第7期,1940-1947·兹比尔1205.65287 ·doi:10.1016/j.camwa.2010.07.027
[10] D.D.Ganji、M.Safari和R.Ghayor,He变分迭代法和Adomian分解法在Sawada-Kotera-Ito七阶方程中的应用,数值。方法部分差异。埃克。27(2011),第4期,887-897·Zbl 1219.65107号 ·doi:10.1002/num.20559
[11] S.Z.Rida、H.M.El-Sherbiny和A.A.M.Arafa,关于分数阶非线性薛定谔方程的解,Phys。莱特。A 372(2008),第5期,553-558·Zbl 1217.81068号 ·doi:10.1016/j.physleta.2007.0.071
[12] S.S.Ray和R.K.Bera,用Adomian分解法求解非线性分数阶微分方程的近似解,应用。数学。计算。167 (2005), 561-571, https://doi.org/10.1016/j.amc.2004.07.020 . ·Zbl 1082.65562号
[13] D.Baleanu、A.H.Bhrawy和T.M.Taha,分数阶微分方程半直线上的修正广义拉盖尔谱方法,文章摘要。申请。分析。2013 (2013), 413529, . ·Zbl 1291.65239号 ·doi:10.1155/2013/413529
[14] M.M.Khader和K.M.Saad,用切比雪夫谱配置法求解分数阶Fisher方程的数值方法,混沌孤子分形。110 (2018), 169-177. ·Zbl 1448.65185号
[15] E.H.Doha、A.H.Bhrawy和S.S.Ezz-Eldien,分数阶初值和边值问题基于运算矩阵的切比雪夫谱方法,计算。数学。申请。62(2011),第5期,2364-2373,https://doi.org/10.1016/j.camwa.2011.07.024 . ·Zbl 1231.65126号
[16] A.H.Bhrawy、M.A.Zaky和D.Baleanu,《通过勒让德谱配置方法对时空分数Burgers方程进行新的数值近似》,《罗马物理报告》。67(2015),第2期,340-349。
[17] X.Y.Wang,Z.S.Zhu,Y.K.Lu,广义Burgers-Huxley方程的孤立波解,J.Phys。A.数学。Gen.23(1990),第3期,271-274·Zbl 0708.35079号
[18] T.Taniuti,约化摄动法和波方程远场,Prog。西奥。物理学。增刊55(1974),1-35。
[19] J.Satsuma,孤子理论和精确可解非线性方程专题,世界科学,新加坡,1987年·Zbl 0721.00016号
[20] A.A.Freihet和M.Zuriqat,分数阶Burgers-Huxley方程的剩余幂级数分析解,Lobachevskii J.Math。40(2019),第2期,174-182·Zbl 1483.35318号 ·doi:10.1134/S1995080219020082
[21] M.Inc、M.Partohaghai、M.A.Akinlar、P.Agarwal和Y.M.Chu,分数阶Burger-Huxley方程的新解,结果物理。18 (2020), 103290, . ·doi:10.1016/j.rinp2020.103290
[22] S.Kumar和P.Pandey,解非线性时空分数Burger’S-Huxley和带Atangana-Baleanu导数的反应扩散方程的Legendre谱有限差分方法,混沌孤子分形130(2020),109402·Zbl 1489.65122号 ·doi:10.1016/j.chaos.2019.109402
[23] T.S.El-Danaf,广义Burgers-Huxley方程的孤立波解,国际非线性科学杂志。数字。模拟。8(2007),第3期,315-318。 ·doi:10.1515/IJNSNS.2007.8.3.315
[24] B.伊南和A.R.巴哈第,广义Burgers-Huxley方程的隐式指数有限差分数值解,J.Appl。数学。统计信息。11(2015),第2期,第57-67页·Zbl 1337.65137号 ·doi:10.1515/jamsi-2015-0012
[25] R.C.Mittal和R.K.Jain,求解具有Neumann边界条件的非线性抛物型偏微分方程的三次B样条配点法,Commun。非线性科学。数字。模拟。17(2012),第12期,4616-4625·Zbl 1266.65175号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2012.05.007
[26] R.L.Burden和J.D.Faires,《数值分析》,汤姆森·布鲁克斯/科尔,2005年。
[27] M.A.Ramadan、T.S.El-Danaf和F.E.I.A.Alaal,使用化粪池B样条对Burgers方程的数值解,混沌孤子分形26(2005),第4期,1249-1258·Zbl 1073.65103号 ·doi:10.1016/j.chaos.2005.02.019
[28] T.S.El-Danaf和A.R.Hadhoud,求解一次分数Burgers方程的参数样条函数,应用。数学。模型。36(2012),第10期,4557-4564·Zbl 1252.65175号 ·doi:10.1016/j.apm.2011.11.035
[29] A.Majeed、M.Kamran、M.K.Iqbal和D.Baleanu,使用三次B样条逼近方法求解时间分数Burgers和Fisher方程,Adv.Differ。埃克。2020年(2020年),第1期,第175页,https://doi.org/10.1186/s13662-020-02619-8 . ·Zbl 1482.35254号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。