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一种有效的RLC分数导数分数阶对流扩散反应问题的数值方法。 (英语) Zbl 1522.65130号

摘要:在本文中,我们考虑了一个具有\(\alpha\ In(1,2)\)阶Riemann-Liouville-Caputo分数导数的两点边值问题。我们在一系列过程中求解这个边值问题,首先使用基于割线迭代法的打靶技术,将边值问题转化为初值问题,然后将初值问题转化成具有弱奇异核的等价Volterra积分方程。最后,我们在均匀网格上使用离散格式找到了合成方程的近似解。该方法的收敛性分析已经建立,并证明了该方案是一阶收敛的。为了证明该方法的有效性,给出了数值结果。

理学硕士:

65升10 常微分方程边值问题的数值解
34A08号 分数阶常微分方程
65升12 常微分方程的有限差分和有限体积法
65L20英寸 常微分方程数值方法的稳定性和收敛性

软件:

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全文: 内政部

参考文献:

[1] Al Mdallal,质量管理;密歇根州Syam;安瓦尔,明尼苏达州,解决分数次边值问题的搭配打靶法,Commun。非线性科学。数字。模拟。,15, 12, 3814-3822 (2010) ·Zbl 1222.65078号 ·doi:10.1016/j.cnsns.2010.01.020
[2] DA本森;Wheatcraft,SW;Meerschaert,MM,分数对流扩散方程的应用,水资源。决议,36,6,1403-1412(2000)·doi:10.1029/200WR9000031
[3] 岑,Z。;黄,J。;Xu,A.,具有Caputo分数阶导数的两点边值问题的有效数值方法,J.Compute。申请。数学。,336, 1-7 (2018) ·Zbl 1382.65207号 ·doi:10.1016/j.cam.2017.12.018
[4] 岑,Z。;黄,J。;徐,A。;Le,A.,带Caputo分数导数两点边值问题的改进积分离散格式,J.Compute。申请。数学。,367 (2020) ·Zbl 1425.65074号 ·doi:10.1016/j.cam.2019.112465
[5] 岑,Z。;刘,L-B;Huang,J.,具有Riemann-Liouville分数阶导数的两点边值问题的最大范数后验误差估计,应用。数学。莱特。,102 (2020) ·Zbl 1524.65276号 ·doi:10.1016/j.aml.2019.106086
[6] 达尔奎斯特,G。;澳大利亚比约克。,科学计算中的数值方法(2008),费城:SIAM,费城·兹比尔1153.65001
[7] del Castillo Negrete,D.,非局部输运的分数扩散模型,物理。等离子体,13,8,082308,16(2006)·数字对象标识代码:10.1063/1.2336114
[8] Diethelm,K.,《分数阶微分方程分析》。数学课堂讲稿(2010),柏林:斯普林格·弗拉格,柏林·Zbl 1215.34001号 ·doi:10.1007/978-3642-14574-2
[9] Diethelm,K。;Ford,NJ,Volterra积分方程和分数阶微积分:相邻解相交吗?,J.整合。埃克。申请。,24, 1, 25-37 (2012) ·Zbl 1238.45003号 ·doi:10.1216/JIE-2012-24-1-25
[10] Diethelm,K。;Walz,G.,分数阶微分方程的外推数值解,数值。算法,16,3-4,231-253(1998)·Zbl 0926.65070号
[11] Dixon,J。;McKee,S.,弱奇异离散Gronwall不等式,Z.Angew。数学。机械。,66, 11, 535-544 (1986) ·Zbl 0627.65136号 ·doi:10.1002/zamm.19860661107
[12] 格拉西亚,JL;O'Riordan,E。;Stynes,M.,具有Riemann-Liouville-Caputo分数导数的两点边值问题的有限差分格式的收敛性分析,BIT,60,2441-439(2020)·Zbl 1442.65130号 ·doi:10.1007/s10543-019-00777-0
[13] 胡,Y。;李,C。;Li,H.,带分数拉普拉斯算子的Caputo型抛物方程的有限差分方法:一维情形,混沌孤子分形。,102, 319-326 (2017) ·Zbl 1422.65157号 ·doi:10.1016/j.chaos.2017.03.038
[14] 黄,J。;岑,Z。;刘,L-B;赵,J.,Riemann-Liouville两点边值问题的一种有效数值方法,应用。数学。莱特。,103 (2020) ·Zbl 1441.65065号 ·doi:10.1016/j.aml.2019.106201
[15] Jaishankar,A.,McKinley,G.H.:整体和界面的幂律流变:准性能和分数阶本构方程。程序。R.Soc.伦敦。序列号。数学。物理学。工程科学。,469(2149):20120284, 18 (2013) ·Zbl 1371.74066号
[16] 贾,L。;陈,H。;Ervin,VJ,一维分数阶扩散方程解的存在性和正则性,电子。J.差异。Equ.、。,93, 21 (2019) ·兹伯利1418.35363
[17] 凯利,JF;Sankaranarayanan,H。;Meerschaert,MM,双边分数扩散的边界条件,J.Compute。物理。,376, 1089-1107 (2019) ·Zbl 1416.35296号 ·doi:10.1016/j.jcp.2018.10.10
[18] 基尔巴斯,AA;HM Srivastava;Trujillo,JJ,分数微分方程的理论与应用。《北荷兰数学研究》(2006),阿姆斯特丹:Elsevier Science B.V,阿姆斯特朗·兹比尔1092.45003
[19] 兰兰兹,TAM;Henry,BI,分数扩散方程隐式解方法的准确性和稳定性,J.Compute。物理。,205, 2, 719-736 (2005) ·Zbl 1072.65123号 ·doi:10.1016/j.jcp.2004.11.025
[20] Magin,RL,《生物工程中的分数微积分》(2006),雷丁:贝格尔屋,雷丁
[21] 佩蒂,P。;Simon,T.,交织某些分数导数,潜在分析。,36, 4, 569-587 (2012) ·Zbl 1259.60040号 ·doi:10.1007/s11118-011-9241-1
[22] Shkhanukov,MK,关于分数阶导数微分方程差分格式的收敛性,Dokl。阿卡德。诺克,348,6746-748(1996)·兹伯利0895.65037
[23] 什哈努科夫,MK;Kerefov,AA;Berezovskiĭ,AA,边界条件中具有分数导数的热方程的边值问题,及其数值实现的差分方法,乌克兰。材料Zh。,45, 9, 1289-1298 (1993) ·Zbl 0816.35043号
[24] Waurick,M.,分数弹性的均匀化,SIAM J.Math。分析。,46, 2, 1551-1576 (2014) ·Zbl 1348.74291号 ·数字对象标识代码:10.1137/130941596
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