×

基于二维分数阶勒让德函数求解分数阶微分方程的数值方法。 (英语) Zbl 1371.65071号

摘要:本文提出了一种稳健、有效、准确的数值方法来获得分数阶微分方程的数值解。该方法的主要特点是基于移位勒让德多项式到分数阶微积分的新正交函数。此外,还驱动了分数微分运算矩阵。然后利用tau方法的矩阵将该问题转化为线性代数方程组。通过求解线性代数方程组,得到了数值解。该方法通过一些示例进行了测试。结果表明,分数阶勒让德函数得到了更好的结果。最后,误差分析表明该算法是收敛的。

MSC公司:

65升60 有限元、Rayleigh-Ritz、Galerkin和常微分方程的配置方法
65升05 常微分方程初值问题的数值方法
34A08号 分数阶常微分方程
65升70 常微分方程数值方法的误差界
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 刘,N。;Lin,E.-B.,《偏微分方程数值解的勒让德小波方法》,偏微分方程的数值方法,26,1,81-94(2010)·Zbl 1186.65152号 ·doi:10.1002/num.20417
[2] 路易斯安那州勒皮克。,借助二维Haar小波求解偏微分方程,计算机与数学应用,61,7,1873-1879(2011)·Zbl 1219.65169号 ·doi:10.1016/j.camwa.2011.02.016
[3] 莫马尼,S。;奥迪巴特,Z。;Erturk,V.S.,解时空分数阶扩散波方程的广义微分变换方法,《物理快报》。A、 370、5-6、379-387(2007)·Zbl 1209.35066号 ·doi:10.1016/j.physleta.2007.05.083
[4] 奥迪巴特,Z。;Momani,S.,分数阶线性偏微分方程的广义微分变换方法,《应用数学快报》,21,2,194-199(2008)·Zbl 1132.35302号 ·doi:10.1016/j.aml.2007.02.022
[5] Tien,W.C。;Chen,C.-K.,勒让德多项式的Adomian分解方法,混沌、孤子和分形,39,5,2093-2101(2009)·doi:10.1016/j.chaos.2007.06.066
[6] Zhang,Y.,分数偏微分方程的有限差分方法,应用数学与计算,215,22524-529(2009)·Zbl 1177.65198号 ·doi:10.1016/j.amc.2009.05.018
[7] 陈,Y。;Wu,Y。;崔,Y。;王,Z。;Jin,D.,一类变系数分数阶对流扩散方程的小波方法,计算科学杂志,1,3,146-149(2010)·doi:10.1016/j.jocs.2010.07.001
[8] Venkatesh,S.G。;阿亚斯瓦米,S.K。;Balachandar,S.R.,解Bratu-type初值问题的Legendre小波方法,计算机与数学应用,63,8,1287-1295(2012)·Zbl 1247.65180号 ·doi:10.1016/j.camwa.2011.12.069
[9] Yi,M。;Chen,Y.,Haar小波运算矩阵法求解分数阶偏微分方程,CMES。工程与科学中的计算机建模,88,3,229-243(2012)·Zbl 1357.65204号
[10] Wu,J.L.,数值求解分数阶偏微分方程的小波运算方法,应用数学与计算,214,1,31-40(2009)·兹比尔1169.65127 ·doi:10.1016/j.amc.2009.03.066
[11] Mohammadi,F。;Hosseini,M.M.,一种新的勒让德小波导数运算矩阵及其在求解奇异常微分方程中的应用,富兰克林研究所期刊。工程与应用数学,3481787-1796(2011)·Zbl 1237.65079号 ·doi:10.1016/j.jfranklin.2011.04.017
[12] 李,Y。;Sun,N.,使用广义块脉冲运算矩阵的分数阶微分方程数值解,计算机与数学应用,62,3,1046-1054(2011)·Zbl 1228.65135号 ·doi:10.1016/j.camwa.2011.03.032
[13] Odibat,Z.,《关于用VIM或HAM进行勒让德多项式逼近以数值处理非线性分数阶微分方程》,《计算与应用数学杂志》,235,9,2956-2968(2011)·Zbl 1210.65132号 ·doi:10.1016/j.cam.2010.12.013
[14] 陈,Y。;Yi,M。;陈,C。;Yu,C.,变系数分数阶对流扩散方程的伯恩斯坦多项式方法,CMES。工程与科学中的计算机建模,83,6,639-653(2012)·Zbl 1356.35270号
[15] Kazem,S.,《基于雅可比多项式求解分数阶微分方程的积分运算矩阵》,应用数学建模,37,3,1126-1136(2013)·Zbl 1351.34007号 ·doi:10.1016/j.apm.2012.03.033
[16] 魏建新。;Chen,Y.M。;Li,B.F.,用haar小波数值求解变系数时空分数阶对流扩散方程,CMES:工程与科学中的计算机建模,89,6,481-195(2012)·Zbl 1356.65271号
[17] Rida,S.Z。;Yousef,A.M.,《关于勒让德多项式的分数阶罗德里格斯公式,数学科学的进展和应用》,10,5,509-517(2011)·Zbl 1239.26008号
[18] Klimek,M。;Agrawal,O.P.,分数Sturm-Liouville问题,计算机与数学应用,66,5,795-812(2013)·兹比尔1348.34018 ·doi:10.1016/j.camwa.2012.12.011
[19] 卡泽姆,S。;Abbasbandy,S。;Kumar,S.,解分数阶微分方程的分数阶勒让德函数,应用数学建模,37,7,5498-5510(2013)·Zbl 1449.33012号 ·doi:10.1016/j.apm.2012.10.026
[20] Dehghan,M。;Saadatmandi,A.,一维抛物线反问题的tau方法,温度超限,计算机与数学应用,52,6-7,933-940(2006)·Zbl 1125.65340号 ·doi:10.1016/j.camwa.2006.04.017
[21] 陈,Y。;孙,Y。;Liu,L.,利用广义分数阶勒让德函数数值求解变系数分数阶偏微分方程,应用数学与计算,244847-858(2014)·Zbl 1336.65173号 ·doi:10.1016/j.amc.2014.07.050
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。