李焕荣;杨如双 分析求解扰动FitzHugh-Nagumo神经元模型的两种谱Galerkin近似方案。 (英语) Zbl 07703972号 计算。数学。申请。 143, 1-9 (2023). 小结:本文主要研究FitzHugh-Nagumo(FHN)神经元模型的两种谱Galerkin近似方案,用于神经脉冲传播,其中包含小参数扰动和强非线性。为此,我们考虑了半隐式Euler方法和Crank-Nicolson方法的两种时间离散化,以及扰动FHN神经元模型的谱Galerkin方法的空间离散化。特别地,为了及时获得数值格式的二阶近似,我们修改了Crank-Nicolson谱Galerkin(CNSG)格式中的非线性项f(u^n)。利用摄动FHN神经元模型的一阶半隐式谱Galerkin(SISG)近似格式和二阶修正CNSG(MCNSG)近似格式,导出了数值解的误差估计和最优收敛速度。最后,对具有周期性边界条件的一维和二维非线性FHN模型进行了数值算例,验证了所提出的SISG和MCNSG格式的近似解满足证明的理论结果。 MSC公司: 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 65M60毫米 涉及偏微分方程初值和初边值问题的有限元、Rayleigh-Ritz和Galerkin方法 65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界 65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性 35问题35 与流体力学相关的PDE 关键词:FitzHugh-Nagumo神经元模型;光谱伽辽金法;半隐式Euler格式;Crank-Nicolson方案;误差分析;数值示例 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{H.Li}和\textit{R.Yang},计算。数学。申请。143,1-9(2023年;Zbl 07703972) 全文: 内政部 参考文献: [1] Alekseev,A。;Bistrian,D。;Bondarev,A.,《关于动态模式分解的线性和非线性方面》,国际期刊Numer。《液体方法》,82348-371(2016) [2] 阿里,M。;卡姆鲁贾曼,M。;Islam,M.,《FitzHugh-Nagumo方程的数值计算:一种新的Galerkin有限元方法》,《国际数学》。决议,9,20-27(2020年) [3] 阿帕杜,A。;Agbavon,K.,FitzHugh-Nagumo方程一些数值方法的比较研究,AIP Conf.Proc。,2116 (2019) [4] Bhrawy,A.,解含时系数的广义FitzHugh-Nagumo方程的Jacobi-Gauss-Lobatto配点法,应用。数学。计算。,222, 255-264 (2013) ·Zbl 1329.65234号 [5] 布埃诺·奥罗维亚,A。;凯·D·。;Burrage,K.,分数空间反应扩散方程的傅立叶谱方法,BIT Numer。数学。,54, 937-954 (2014) ·Zbl 1306.65265号 [6] 查普瓦尼亚,M。;O.Jejeniwa。;Appadu,A.,FitzHugh-Nagumo方程的显式非标准有限差分格式,国际计算杂志。数学。,96, 1993-2009 (2019) ·Zbl 1499.65456号 [7] Di,Z。;罗,Z。;Xie,Z.,基于适当正交分解的二维非饱和土壤水流方程的优化隐式差分格式,Int.J.Numer。《液体方法》,68,1324-1340(2011)·兹比尔1426.76466 [8] 埃尔文,V。;Macías-Díaz,J。;Ruiz-Ramírez,J.,广义Burgers-Huxley方程的正有限元近似,J.Math。分析。申请。,424, 1143-1160 (2015) ·Zbl 1306.65263号 [9] X·冯。;李毅。;Zhang,Y.,带梯度型乘性噪声的随机Allen-Cahn方程的有限元方法,SIAM J.Numer。分析。,55, 194-216 (2017) ·Zbl 1357.65010号 [10] FitzHugh,R.,神经膜理论模型中的冲动和生理状态,生物物理学。J.,1445-466(1961年) [11] Inan,B.,求解广义FitzHugh-Nagumo方程的有限差分方法,AIP Conf.Proc。,1926,1,第020018条pp.(2018)·Zbl 1469.65132号 [12] 李浩,随机常微分方程的一些数值方法及其应用,重庆技术出版社。公共汽车。大学,自然科学。编辑,38,82-88(2021) [13] 李,H。;宋,Z。;Hu,J.,Allen-Cahn方程和曲率驱动几何流的二阶IPDGFE方法的数值分析,计算。数学。申请。,86, 49-62 (2021) ·Zbl 1524.65565号 [14] 李,H。;Wang,D.,求解相场Allen-Cahn模型的修正有限体积元方法,应用。数学。莱特。,127,第107860条pp.(2022)·Zbl 1524.65458号 [15] 李,H。;王,D。;宋,Z。;Zhang,F.,Allen-Cahn相场模型无条件能量稳定降阶有限元方法的数值分析,计算。数学。申请。,96, 67-76 (2021) ·Zbl 1524.65566号 [16] 李,H。;Wang,D.,相场方程能量稳定的Crank-Nicolson有限差分格式的数值分析,J.Math。分析。申请。,514,第126169条pp.(2022)·Zbl 07545044号 [17] 李,H。;Song,Z.,Allen-Cahn方程基于POD的降阶能量稳定有限差分迭代格式,J.Math。分析。申请。,491, 1, 124-245 (2020) ·Zbl 1447.65028号 [18] 李,H。;宋,Z。;Zhang,F.,Allen-Cahn方程的一种保持无条件能量稳定性的降阶修正有限差分方法,Numer。方法部分差异。Equ.、。,37, 3, 1869-1885 (2021) [19] 李,H。;Song,Z.,基于Allen-Cahn模型适当正交分解的降阶有限元方法,J.Math。分析。申请。,500,第125103条pp.(2021)·Zbl 1468.65145号 [20] Li,Y.,Cahn-Hilliard方程的完全离散Morley有限元近似的误差分析,J.Sci。计算。,78, 3, 1862-1892 (2019) ·Zbl 1419.65118号 [21] 李,J。;张凤,《承压含水层长江污染问题扩散界面的稳健性》,重庆技术出版社。公共汽车。大学,自然科学。第36、2、37-40版(2019年) [22] 林·R。;Feng,H.,FitzHugh-Nagumo方程的有限差分法,Dyn。Contin公司。离散序列。B、 2401-402(2015年)·Zbl 1327.65160号 [23] 罗,Z.D。;Jiang,W.R.,《二维非平稳Navier-Stokes方程的Crank-Nicolson有限谱元方法和数值模拟》,数学。方法应用。科学。,43, 2276-2288 (2020) ·Zbl 1452.65278号 [24] 罗,Z。;滕,F。;Xia,H.,基于POD的二维非平稳Boussinesq方程的降阶外推Crank-Nicolson有限谱元方法,J.Math。分析。申请。,71, 564-583 (2019) ·Zbl 1407.65218号 [25] 马纳,S。;Easif,F。;Faris,A.,FitzHugh-Nagumo方程的有限差分方法,IOSR J.Math。,11, 51-55 (2015) [26] Moghaderi,H。;Dehghan,M.,求解一维和二维FitzHugh-Nagumo方程的混合双网格有限差分方法,数学。方法应用。科学。,40, 1170-1200 (2017) ·Zbl 1380.65168号 [27] Nagumo,J。;Arimoto,S。;Yoshizawa,S.,模拟神经轴突的主动脉冲传输线,Proc。IRE,502061-2071(1962) [28] Namjoo,M。;Zibaei,S.,用精确有限差分和NSFD格式求解FitzHugh-Nagumo方程的数值解,计算。申请。数学。,37, 1395-1411 (2018) ·Zbl 1397.65145号 [29] Nan,B。;Ali,K。;Saha,A.,FitzHugh Nagumo方程的解析解和数值解及其多稳态行为,Numer。方法部分差异。Equ.、。,37, 1-17 (2020) [30] Ruiz-Ramírez,J。;Macías-Díaz,J.,一种近似Fitzhugh-Nagumo方程非负解和有界解的有限差分格式,Int.J.Compute。数学。,88, 3186-3201 (2011) ·Zbl 1242.65170号 [31] 沈杰。;Yang,X.,Allen-Cahn和Cahn-Hilliard方程的数值近似,离散Contin。动态。系统。,28, 1669-1691 (2010) ·Zbl 1201.65184号 [32] Shih,M。;Momoniat,E。;Mahomed,F.,扰动FitzHugh-Nagumo方程的近似条件对称性和近似解,J.Math。物理。,46,第023503条pp.(2005)·Zbl 1076.35052号 [33] 宋振英。;Li,H.R.,裂隙介质中溶质运移模型的数值模拟,重庆理工大学。公共汽车。大学,自然科学。编辑,34,1-6(2017) [34] 田,X。;谢,Z。;Sun,Q.,基于POD的系综四维变分同化方法,Tellus A,63,805-816(2011) [35] 田,X。;Feng,X.,用于数据同化的非线性最小二乘增强POD-4DVar算法,Tellus A,67,第25340页(2015) 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。