×

求解抛物型反问题的高效谱配置算法。 (英语) Zbl 1359.65176号

摘要:本文报道了一种新的Legendre-Gauss-Lobatto配置(SL-GL-C)方法,用于求解具有初始边界条件的两个偏抛物型反问题。根据勒让德-高斯-洛巴托求积规则,利用一些特殊假设,通过消除未知函数,对问题进行了重新计算。利用SL-GL-C求解非经典抛物型初边值问题。因此,反问题被简化为一个常微分方程组,然后可以使用四阶隐式Runge-Kutta(IRK)方法对该系统进行数值求解。通过四个算例,验证了该方法的适用性、有效性和稳定性。数值结果表明了该方法的指数收敛性和误差特性。

MSC公司:

65立方米 含偏微分方程初值和初边值问题反问题的数值方法
65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法

软件:

罗德斯
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: DOI程序

参考文献:

[1] Abd-Elhameed,W.M.[2014]“关于通过优雅的调和数导数运算矩阵求解线性和非线性六阶两点边值问题”,计算。模型。《工程科学》101(3),159-185。genRefLink(128,‘S021987621650365BIB001’,‘000348258700001’)·Zbl 1356.65190号
[2] Bhrawy,A.H.[2013]“求解含时系数的广义Fitzhugh-Nagumo方程的Jacobi-Gauss-Lobatto配置法”,应用。数学。计算22255-264。genRefLink(128,'S021987621650365BIB002','00032687730002')·Zbl 1329.65234号
[3] Bhrawy,A.H.【2014】“非线性复广义Zakharov系统的有效Jacobi伪谱近似”,Appl。数学。计算247,30-46。genRefLink(128,'S021987621650365BIB003','000344474800004')·Zbl 1339.65188号
[4] Bhrawy,A.H.[2016]“求解多维非线性分数次亚扩散方程的雅可比谱配置方法”,数值。算法,doi:[doi:10.1007/s11075-015-0087-2]。genRefLink(128,'S0219876216500365IB004','000382145200005')·Zbl 1348.65143号
[5] Bhrawy,A.H.和Abdelkawy,M.A.[2015]“多维分数阶薛定谔方程的全谱配置近似”,J.Compute。物理学294,462-483。genRefLink(16,'S021987621650365BIB005','10.1016·Zbl 1349.65503号
[6] Bhrawy,A.H.、Doha,E.H.、Ezz-Eldien,S.S.和Abdelkawy,M.A.[2015]“基于移位勒让德多项式的数值技术,用于求解时间分数耦合KdV方程Calcolo”,doi:10.1007/s10092-014-0132-x·Zbl 1335.65083号
[7] Bhrawy,A.H.和Ezz-Eldien,S.S.[2016]“延迟分数阶最优控制问题的新Legendre运算技术”,Calcolo,doi:[doi:10.1007/s10092-015-0160-1]·Zbl 1354.65201号
[8] Bhrawy,A.H.,Tharwat,M.M.和Yildirim,A.[2013]“切比雪夫多项式分数阶积分的新公式:求解多项分数阶微分方程的应用”,应用。数学。型号37(6),4245-4252。genRefLink(16,'S021987621650365BIB008','10.1016·Zbl 1278.65096号
[9] Bhrawy,A.H.和Zaky,M.A.[2015]“一种基于Jacobi-tau近似求解多项时空分数阶偏微分方程的方法”,J.Compute。物理学281,876-895。genRefLink(16,'S021987621650365BIB009','10.1016·Zbl 1352.65386号
[10] Bhrawy,A.H.和Zaky,M.A.[2016]“移位分数阶雅可比正交函数:应用于分数阶微分方程系统”,应用。数学。型号40832-845。genRefLink(16,'S021987621650365BIB010','10.1016
[11] Butcher,J.C.[1987]常微分方程的数值分析,Runge-Kutta和一般线性方法(Wiley,纽约)·Zbl 0616.65072号
[12] Cannon,J.R.,Lin,Y.和Xu,S.[1994]“确定半线性抛物型微分方程中未知系数的数值程序”,《逆问题》,第10期,第227-243页。genRefLink(16,'S021987621650365BIB012','10.1088
[13] Cannon,J.R.和Yin,H.M.[1989]“关于一类非经典抛物问题”,J.Differ。Equ.79(2),266-288。genRefLink(16,'S021987621650365BIB013','10.1016
[14] Canuto,C.、Hussaini,M.Y.、Quarteroni,A.和Zang,T.A.[2006]。光谱方法:单一领域基础(Springer-Verlag,纽约)·Zbl 1093.76002号
[15] Christara,C.C.,Chen,T.和Dang,D.M.[2010]“一维线性抛物型偏微分方程的二次样条配置”,数值。《算法》53(4),511-553。genRefLink(16,'S021987621650365BIB015','10.1007·Zbl 1189.65235号
[16] Dehghan,M.[2003]“一维抛物型反问题的数值解”,应用。数学。计算136333-344。genRefLink(128,‘S021987621650365BIB016’,‘000179307000012’)·Zbl 1026.65078号
[17] Dehghan,M.和Izadi,F.F.[2011]“用于求解非线性波建模中产生的非线性偏微分方程的三种不同基础的谱配置方法”,数学。计算。模型.1865-1877。genRefLink(16,'S021987621650365BIB017','10.1016·Zbl 1219.65106号
[18] Doha,E.H.,Abd Elhameed,W.M.和Bhrawy,A.H.[2009a]“二阶线性微分方程直接解的有效谱超球面伽辽金算法”,Appl。数学。型号331982-1996。genRefLink(16,'S021987621650365BIB018','10.1016·Zbl 1205.65224号
[19] Doha,E.H.,Bhrawy,A.H.和Abd-Elhameed,W.M.[2009b]“椭圆Neumann问题的Jacobi谱Galerkin方法”,数值。算法,50,67-91。genRefLink(16,'S021987621650365BIB019','10.1007·Zbl 1169.65111号
[20] Doha,E.H.,Bhrawy,A.H.,Abdelkawy,M.A.和Van Gorder,R.A.[2014a]“1+1非线性薛定谔方程数值解的Jacobi-Gauss-Lobatto配置法”,J.Compute。物理261、244-255。genRefLink(16,'S021987621650365BIB020','10.1016·Zbl 1349.65511号
[21] Doha,E.H.,Bhrawy,A.H.,Baleanu,D.和Hafez,R.M.[2014b]“广义受电弓方程数值解的新雅可比有理高斯配置方法”,应用。数字。数学77,43-54。genRefLink(16,‘S021987621650365BIB021’,‘10.1016·Zbl 1302.65175号
[22] Doha,E.H.、Bhrawy,A.H.和Hafez,R.M.[2012]“高阶多点边值问题的移位雅可比谱方法”,Commun。非线性科学17(10),3802-3810。genRefLink(16,‘S021987621650365BIB022’,‘10.1016·Zbl 1251.65112号
[23] Fatullayev,A.G.[2002]“确定热方程中未知源项的反问题的数值解”,数学。计算。模拟58247-253。genRefLink(16,'S021987621650365BIB023','10.1016
[24] Fife,P.C.[1979]反应和扩散系统的数学方面,生物数学课堂讲稿(柏林斯普林格)。genRefLink(16,'S021987621650365BIB024','10.1007·Zbl 0403.92004年
[25] Ghoreishi,F.和Mokhtary,P.[2014],“多阶分数阶微分方程的谱配置方法”,《国际计算杂志》。方法11(5),1350072-23。[摘要]·Zbl 1359.65213号
[26] Hairer,E.、Norsett,S.P.和Wanner,G.[1987]。求解常微分方程I:非刚性问题(Springer,Berlin)。genRefLink(16,'S021987621650365BIB026','10.1007
[27] Hairer,E.和Wanner,G.【1991年】。求解常微分方程II:刚性和微分代数问题(Springer,Berlin)。genRefLink(16,'S021987621650365BIB027','10.1007·Zbl 0729.65051号
[28] He,Y.和Liu,Y.[2008]“Cahn-Hilliard方程谱Galerkin方法的稳定性和收敛性”,数值。方法部分。不同。E.241485-1500。genRefLink(16,‘S0219876216500365IB028’,‘10.1002·Zbl 1157.65053号
[29] Hetrick,D.K.[1971]。核反应堆动力学(芝加哥大学)。
[30] Hohage,T.[2006]“电磁介质散射问题的快速数值解及其在反问题中的应用”,J.Compute。物理214224-238。genRefLink(16,'S021987621650365BIB030','10.1016·Zbl 1099.78003号
[31] Jiang,Y.和Ma,J.[2013]“具有非紧核的Volterra积分微分方程的谱配置方法”,J.Compute。申请。数学244115-124。genRefLink(16,'S0219876216500365IB031','10.1016·Zbl 1263.65134号
[32] Karimi Vanani,S.和Soleymani,F.[2013]。”弱奇异Volterra积分方程的Tau近似解,“数学。计算。型号57,494-502。genRefLink(16,'S021987621650365BIB032','10.1016·Zbl 1305.65247号
[33] Kołodziej,J.A.和Mierzwiczak,M.[2013]“基本解方法在确定Biot数的反问题中的应用”,国际计算杂志。方法10(2),1341002-13。[摘要]·Zbl 1359.65180号
[34] Koleva,M.N.和Vulkov,L.G.[2005]“关于半线性动态边界条件下热扩散方程有限差分解的爆破”,应用。数学。计算161、69-91。genRefLink(128,‘S021987621650365BIB034’,‘000226559000006’)·Zbl 1059.65074号
[35] Kolodziej,J.A.、Jankowska,M.A.和Mierzwiczak,M.[2013]“与扭转试验确定弹塑性特性相关的反问题的无网格方法”,《国际固体结构杂志》50,4217-4225。genRefLink(16,'S021987621650365BIB035','10.1016
[36] Kwan,Y.-Y.[2009]“极几何和柱面几何的高效光谱-伽辽金方法”,应用。数字。数学59(1),170-186。genRefLink(16,'S021987621650365BIB036','10.1016·Zbl 1180.65160号
[37] Lambert,J.D.[1991]。常微分系统的数值方法,初值问题(Wiley,Chichester)·Zbl 0745.65049号
[38] Lee,D.和McDaniel,S.T.[1987]“有限差分法的海洋声传播”,J.Compute。数学。申请14305-423。genRefLink(16,'S0219876216500365IB038','10.1016·Zbl 0637.76080号
[39] Lesnic,D.和Zeb,A.[2009],“双调和方程反内部边值问题的基本解方法”,《国际计算杂志》。方法6(4),557-567。【摘要】genRefLink(128,'S021987621650365BIB039','00027373520004')·Zbl 1267.65171号
[40] Li,B.-W.,Tian,S.,Sun,Y.-S.和Hu,Z.-M.[2010]“三维矩阵方程的Schur分解及其在求解Chebyshev配置谱法离散的辐射离散坐标方程中的应用”,J.Comput。《物理学》229(4),1198-1212。genRefLink(16,'S021987621650365BIB040','10.1016·Zbl 1183.65152号
[41] Li,M.,Xiong,X.-T.和Li,Y.[2013]“变系数热传导逆问题的基本解方法”,国际计算杂志。方法10(2),1341009-12。[摘要]·Zbl 1359.65181号
[42] Liao,W.,Dehghan,M.和Mohebbi,A.[2009a]“抛物型偏微分方程反问题的直接数值方法”,J.Compute。申请。数学232,351-360。genRefLink(16,'S0219876216500365IB042','10.1016·Zbl 1173.65059号
[43] Liao,W.,Dehghan,M.和Mohebbi,A.[2009b]“抛物型偏微分方程反问题的直接数值方法”,J.Compute。申请。数学232,351-360。genRefLink(16,'S021987621650365BIB043','10.1016·Zbl 1173.65059号
[44] Macbain,J.A.[1987]“参数化扩散问题的反演理论”,SIAM J.Appl。数学.181386-1391。genRefLink(16,‘S021987621650365BIB044’,‘10.1137
[45] Ordokhani,Y.和Razzaghi,M.[2008]“通过配点法和有理化Haar函数求解非线性Volterra-Fredholm-Hammerstein积分方程”,应用。数学。第21(1)、4-9页。genRefLink(16,'S021987621650365BIB045','10.1016·Zbl 1133.65117号
[46] Parand,K.,Dehghan,M.,Rezaeia,A.和Ghaderi,S.[2010]“使用Hermite函数配置法求解天体物理学中产生的非线性Lane-Emden型方程的近似算法”,计算。物理学。公社1811096-1108。genRefLink(16,‘S021987621650365BIB046’,‘10.1016·Zbl 1216.65098号
[47] Parand,K.,Shahini,M.和Dehghan,M.[2009]“求解Lane-Emden型非线性微分方程的有理Legendre伪谱方法”,J.Compute。《物理学》228(23),8830-8840。genRefLink(16,'S021987621650365BIB047','10.1016·Zbl 1177.65100号
[48] Pourgholi,R.和Esfahani,A.[2013]“求解逆波问题的有效数值方法”,《国际计算杂志》。方法10(3),1350009-21。[摘要]·兹比尔1359.65182
[49] Rashedi,K.、Adibi,H.和Dehghan,M.[2014],“通过Ritz-Galerkin技术确定抛物线反问题中的时空相关热源”,反问题。科学22,1077-1108。genRefLink(16,'S021987621650365BIB049','10.1080·Zbl 1321.65146号
[50] Shidfar,A.、Damirchi,J.和Reihani,P.[2007a]“识别反问题解的稳定数值算法”,应用。数学。计算190,231-236。genRefLink(128,‘S021987621650365BIB050’,‘000247803500020’)·Zbl 1147.65074号
[51] Shidfar,A.、Fakhraie,M.、Pourgholi,R.和Ebrahimi,M.[2007b]“一维非线性抛物反问题的数值求解技术”,应用。数学。计算184、308-315。genRefLink(128,‘S021987621650365BIB051’,‘000246431500015’)·Zbl 1173.65336号
[52] Turkyilmazoglu,M.[2015],“具有非局部初始值和边界值的抛物型偏微分方程”,《国际计算杂志》。方法12(5),1550024-10。[摘要]·兹比尔1359.65211
[53] Wang,S.和Lin,Y.[1989]“确定抛物型偏微分方程中控制函数的逆问题的有限差分解”,逆问题5,631-640。genRefLink(16,'S021987621650365BIB053','10.1088
[54] Yüzbasi,S.、Sezer,M.和Kemanci,B.[2013]“积分-微分方程的数值解和改进Legendre方法在人口模型中的应用”,应用。数学。型号.37(4),2086-2101。genRefLink(16,'S021987621650365BIB054','10.1016
[55] Ye,C.和Sun,Z.-Z.[2007]“关于一维抛物型反问题差分格式的稳定性和收敛性”,应用。数学。计算188,214-225。genRefLink(128,'S021987621650365BIB055','000247191700025')·Zbl 1119.65089号
[56] Ye,C.-R.和Sun,Z.-Z.[2009]“一维抛物反问题的线性化紧致差分格式”,应用。数学。型号331521-1528。genRefLink(16,‘S021987621650365BIB056’,‘10.1016·Zbl 1168.65378号
[57] Zhang,K.,Li,J.和Song,H.[2012]“具有多个比例延迟的非线性卷积Volterra积分方程的配置方法”,应用。数学。计算218(22),10848-10860。genRefLink(128,‘S0219876216500365IB057’,‘000305800700007’)·Zbl 1280.65148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。