×

采用VP均值的指数谱方法求解具有粗糙数据的半线性细分扩散方程。 (英语) Zbl 1529.65102号

摘要:针对可能具有不连续粗糙初值的线性和半线性细分扩散方程,构造了一种新的谱方法。新方法有效地结合了几种计算技术,包括解的轮廓积分表示、轮廓积分的求积逼近、使用源函数的de la Vallée-Poussin平均的指数积分器、,以及对时间间隔的分解,对解和源函数的奇异性进行几何细化。严格的误差分析表明,对于具有有界可测初始数据和可能奇异源函数的线性和双线性次扩散方程,在解的自然正则性下,该方法具有谱收敛性。

理学硕士:

65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
65天30分 数值积分
65天32分 数值求积和体积公式
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
65岁15岁 涉及PDE的初值和初边值问题的误差界
35K55型 非线性抛物方程
33立方厘米 正交多项式和超几何类型的函数(Jacobi、Laguerre、Hermite、Askey格式等)
26A33飞机 分数导数和积分
35兰特 分数阶偏微分方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Al-Maskari,M.和Kara,S.,具有非光滑初始数据的半线性细分扩散方程的数值逼近,SIAM J.Numer。分析。,57(2019),第1524-1544页·Zbl 1422.65246号
[2] Banjai,L.和López-Fernández,M.,分数积分和分数微分方程的高效高阶算法,数值。数学。,141(2019),第289-317页·Zbl 1408.65102号
[3] Canuto,C.、Hussaini,M.、Quarteroni,A.和Zang,T.,《光谱方法:单一领域的基础》,Springer,纽约,2006年·Zbl 1093.76002号
[4] Chen,F.,Xu,Q.,和Hesthaven,J.S.,时间分数阶微分方程的多域谱方法,J.Compute。物理。,293(2015),第157-172页·Zbl 1349.65506号
[5] Chen,L.,Mao,Z.,and Li,H.,Jacobi-Galerkin谱方法在Riesz分数阶微分方程特征值问题中的应用,预印本,https://arxiv.org/abs/1803.03556, 2018.
[6] Chen,S.和Shen,J.,对数正交函数:近似性质和应用,IMA J.Numer。分析。,42(2022年),第712-743页·Zbl 1481.65037号
[7] Chen,S.,Shen,J.和Wang,L.,广义Jacobi函数及其在分数阶微分方程中的应用,数学。公司。,85(2016),第1603-1638页·Zbl 1335.65066号
[8] Chen,S.,Shen,J.,Zhang,Z.和Zhou,Z.,使用对数正交函数对细分扩散方程进行光谱精确近似,SIAM J.Sci。计算。,42(2020),第A849-A877页·Zbl 1434.65291号
[9] Guglielmi,N.、López-Fernández,M.和Manucci,M.,对流扩散方程的伪谱漫游轮廓积分方法,科学杂志。计算。,89(2021),22,doi:10.1007/s10915-021-01601-0·Zbl 1495.65112号
[10] Hou,D.,Hasan,M.T.,和Xu,C.,Müntz时间分数扩散方程的谱方法,计算。方法应用。数学。,18(2018),第43-62页·Zbl 1382.65343号
[11] Hou,D.和Xu,C.,分数谱方法及其在一些奇异问题中的应用,高级计算。数学。,43(2017年),第911-944页·Zbl 1382.65467号
[12] Jin,B.、Lazarov,R.和Zhou,Z.,非光滑数据细分扩散方程的L1格式分析,IMA J.Numer。分析。,36(2015),第197-221页·Zbl 1336.65150号
[13] Jin,B.,Li,B.,and Zhou,Z.,分数演化方程的高阶BDF卷积求积修正,SIAM J.Sci。计算。,39(2017年),第A3129-A3152页·Zbl 1379.65078号
[14] Jin,B.,Li,B.和Zhou,Z.,非线性次扩散方程的数值分析,SIAM J.Numer。分析。,56(2018),第1-23页·Zbl 1422.65228号
[15] Jin,B.,Li,B.和Zhou,Z.,《含时系数的次扩散:改进的正则性和二阶时间步进》,数值。数学。,145(2020年),第883-913页·Zbl 1446.65069号
[16] Kopteva,N.,使用上下解对时间分数阶半线性抛物方程进行误差分析,SIAM J.Numer。分析。,58(2020年),第2212-2234页·Zbl 1447.65082号
[17] Kopteva,N.,分数阶抛物线问题分级网格上L2型方法的误差分析,数学。公司。,90(2021年),第19-40页·Zbl 1452.65237号
[18] Kopteva,N.,具有任意符号反应系数的时间分数阶抛物方程的最大值原理,应用。数学。莱特。,132 (2022), 108209. ·兹比尔1491.35087
[19] Kopteva,N.和Meng,X.,使用屏障函数对准粒度网格上分数阶导数抛物问题的误差分析,SIAM J.Numer。分析。,58(2020年),第1217-1238页·Zbl 1471.65147号
[20] Li,B.,非凸多面体抛物方程半离散有限元解的解析性、最大正则性和最大范数稳定性,数学。公司。,88(2019),第1-44页·Zbl 1403.65071号
[21] Li,B.,抛物型方程多步完全离散有限元方法的最大正则性,IMA J.Numer。分析。,(2021年),第1700-1734页,doi:10.1093/imanum/drab019·Zbl 07524730号
[22] Li,B.和Ma,S.,具有非光滑初始数据的非线性细分扩散方程的指数卷积求积,SIAM J.Numer。分析。,60(2022),第503-528页,doi:10.1137/21M1421386·Zbl 1496.65166号
[23] Li,D.,谱方法的有效最大值原理,Ann.Appl。数学。,2021(2021),第131-290页·Zbl 1499.65564号
[24] Li,D.,Liao,H.-L.,Sun,W.,Wang,J.和Zhang,J.,时间分数阶非线性抛物问题的L1-Galerkin FEM分析,Commun。计算。物理。,24(2018),第86-103页·Zbl 1488.65431号
[25] Liao,H.-l.,McLean,W.和Zhang,J.,离散Grönwall不等式及其在细分扩散问题数值格式中的应用,SIAM J.Numer。分析。,57(2019),第218-237页·Zbl 1414.65008号
[26] López-Fernández,M.,一种基于求积的方法,用于评估指数方法的指数型函数,BIT,50(2010),第631-655页·Zbl 1200.65058号
[27] Lubich,C.,卷积求积和离散化运算微积分。一、 数字。数学。,52(1988),第129-145页·Zbl 0637.65016号
[28] Lubich,C.,卷积求积和离散运算微积分。二、 数字。数学。,52(1988),第413-425页·Zbl 0643.65094号
[29] Lubich,C.,《卷积求积重温》,BIT,44(2004),第503-514页·Zbl 1083.65123号
[30] Lubich,C.和Ostermann,A.,《抛物方程和卷积求积的Runge-Kutta方法》,数学。公司。,60(1993),第105-131页·Zbl 0795.65062号
[31] Lubich,C.、Sloan,I.H.和Thomée,V.,具有正型记忆项的演化方程近似的非光滑数据误差估计,数学。公司。,65(1996),第1-17页,doi:10.1090/S0025-5718-96-00677-1·Zbl 0852.65138号
[32] Luchko,Y.和Yamamoto,M.,关于时间分数阶扩散方程的最大值原理,分形。计算应用程序。分析。,20(2017),第1131-1145页·Zbl 1374.35426号
[33] McLean,W.和Mustapha,K.,非光滑初始数据分数扩散问题的时间步长误差界,J.Compute。物理。,293(2015),第201-217页·兹比尔1349.65469
[34] Mustapha,K.、Abdallah,B.和Furati,K.M.,时间分数阶扩散方程的非连续Petrov-Galerkin方法,SIAM J.Numer。分析。,52(2014),第2512-2529页·Zbl 1323.65109号
[35] Mustapha,K.和McLean,W.,间断Galerkin的一致收敛性,应用于分数阶扩散方程的时间步长方法,IMA J.Numer。分析。,32(2011年),第906-925页·Zbl 1327.65177号
[36] Shen,J.、Tang,T.和Wang,L.-L.,《谱方法:算法、分析和应用》,Springer,纽约,2011年·Zbl 1227.65117号
[37] Stynes,M.、O'Riordan,E.和Gracia,J.L.,时间分数阶扩散方程梯度网格上有限差分方法的误差分析,SIAM J.Numer。分析。,55(2017年),第1057-1079页·Zbl 1362.65089号
[38] Themistoclakis,W.,通过离散de la Vallée Poussin平均值对[-1,1]进行统一逼近,Numer。算法,60(2012),519-612,doi:10.1007/s11075-012-9588-4·Zbl 1321.41005号
[39] Wang,K.和Zhou,Z.,半线性细分扩散方程的高阶时间步进格式,SIAM J.Numer。分析。,58(2020年),第3226-3250页·兹比尔1452.65252
[40] Xing,Y.和Yan,Y.,非光滑数据时间分数阶偏微分方程的高阶数值方法,J.Compute。物理。,357(2018),第305-323页·Zbl 1381.35232号
[41] Zacher,R.,具有间断系数的演化偏积分微分方程弱解的有界性,J.Math。分析。申请。,348(2008),第137-149页·Zbl 1154.45008号
[42] Zayernouri,M.和Karniadakis,G.E.,《分数阶Sturm-Liouville特征值问题:理论和数值逼近》,J.Compute。物理。,252(2013),第495-517页·Zbl 1349.34095号
[43] Zayernouri,M.和Karniadakis,G.E.,分数光谱配置法,SIAM J.Sci。计算。,36(2014年),第A40-A62页·Zbl 1294.65097号
[44] Zhao,X.和Zhang,Z.,分数谱插值的超收敛点,SIAM J.Sci。计算。,38(2016),第A598-A613页·Zbl 1416.65483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。