×

线性化稳定谱方法分析二维非线性演化和反应扩散模型。 (英语) Zbl 1527.65105号

小结:这项工作致力于开发一种基于高维正交多项式的新光谱方法。首先,将传统的切里什科夫多项式的概念推广到一个以上变量的函数,并给出了定义、定理和证明。导数的运算矩阵是在定义的高阶多项式的帮助下构造的,并用于谱方法的发展。该方法进一步与Picard-迭代格式耦合,以解决高非线性问题,称为Picard-Chelyshkov多项式方法(PCPM)。通过定理及其证明分析了该方法的收敛性和误差界,以证明该方法的数学真实性。将PCPM应用于一些二维非定常非线性分数阶偏微分方程,得到了有效的结果。此外,与现有文献的比较分析表明,所提出的方法在精度、效率和成本方面足以在更高维度上处理问题,同时可以对其他类型的动力学问题进行进一步修改。
{©2020威利期刊有限责任公司}

MSC公司:

65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
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
35K57型 反应扩散方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] L.Debnath,科学家和工程师非线性偏微分方程,Springer科学与商业媒体,柏林,海德堡,2011年。https://doi.org/10.1007/978‐0‐8176‐8265‐1. ·兹比尔1242.35001 ·doi:10.1007/978‐0‐8176‐8265‐1
[2] S.Salsa,《作用中的偏微分方程:从建模到理论》,第99卷,施普林格,柏林,海德堡,2016年。https://doi.org/10.1007/978‐3‐319‐31238‐5. ·Zbl 1383.35003号 ·doi:10.1007/978‐3‐319‐31238‐5
[3] K.Taš,D.Baleanu和J.T.Machado,《工程中的数学方法:在复杂系统动力学中的应用》,第24卷,施普林格,柏林,海德堡,2018年。https://doi.org/10.1007/978‐3‐319‐90972‐1. ·doi:10.1007/978‐3‐319‐90972‐1
[4] M.Nedjalkov等人,具有量子电子-声子相互作用的Wigner方程,微电子。工程63(1-3)(2002),199-203。
[5] J.Barré等人,《弗拉索夫方程和哈密顿平均场模型》,Phys。统计力学。申请365(1)(2006),177-183。
[6] H.Triebel,混合函数空间,热和navier‐stokes方程,德国耶拿大学,2015年。https://doi.org/10.4171/150。 ·Zbl 1330.46003号 ·数字对象标识代码:10.4171/150
[7] N.A.Sheikh等人,多孔介质中广义二级流体MHD自由对流流动的Caputo-Fabrizio时间分数导数现代方法,神经计算。申请30(6)(2018),1865-1875。
[8] M.Hamid等人,时间分数(2+1)‐Kadomtsev-Petviashvili方程的n‐孤子、隆起和隆起解的有效分析,物理。统计力学。申请528(2019),121320·Zbl 07568469号
[9] 首席执行官。Chen和H.‐C。Chen,非定常二维Navier‐Stokes方程的有限分析数值方法,J.Compute。《物理学》53(2)(1984),209-226·Zbl 0546.76042号
[10] U.M.Ascher、S.J.Ruuth和B.T.Wetton,时间相关偏微分方程的隐式显式方法,SIAM J.Numer。分析32(3)(1995),797-823·Zbl 0841.65081号
[11] 医学博士。Jang,C.‐L。Chen和Y.C。刘,偏微分方程的二维微分变换,应用。数学。计算表121(2-3)(2001年),261-270·Zbl 1024.65093号
[12] M.Dehghan、M.Abbaszadeh和A.Mohebbi,《求解时间分数阶非线性sine-Gordon和Klein-Gordon方程的隐式RBF无网格方法》,《工程分析》。已绑定。Elements50(2015),412-434·Zbl 1403.65082号
[13] M.Dehghan、M.Abbaszadeh和A.Mohebbi,《利用三种无网格方法数值求解二维sinh‐Gordon方程》,《工程分析》。已绑定。Elements51(2015),220-235·Zbl 1403.65083号
[14] X.Cheng,J.Duan和D.Li,二维Riesz空间分数阶非线性反应扩散方程的一种新的紧致ADI格式,应用。数学。计算346(2019),452-464·Zbl 1429.65216号
[15] M.M.Meerschaert,H.‐P。Schefler和C.Tadjeran,《二维分数阶色散方程的有限差分方法》,J.Compute。《物理学》211(1)(2006),249-261·Zbl 1085.65080号
[16] X‐J公司。Yang,J.T.Machado和H.Srivastava,解局部分数扩散方程的新数值技术:二维扩展微分变换方法,应用。数学。计算单位274(2016),143-151·Zbl 1410.65415号
[17] V.K.Srivastava、M.K.Awasthi和S.Kumar,用简化微分变换法对二维和三维时间分数阶电报方程进行分析近似,埃及。J.基本应用。科学1(1)(2014),60-66。
[18] M.Dehghan和R.Salehi,基于无网格方法的二维双曲电报方程数值解方法,数学。方法应用。科学35(10)(2012),1220-1233·兹比尔1250.35015
[19] M.Abbaszadeh和H.Amjadian,求解分数阶平流扩散方程的二阶有限差分/谱元公式,Commun。申请。数学。计算2(2020年),653-669。https://doi.org/10.1007/s42967020-00060年·Zbl 1476.65152号 ·doi:10.1007/s42967‐020‐00060‐y
[20] M.Abbaszadeh和M.Dehghan,用于求解二维分布阶riesz空间分数阶扩散方程的基于吊舱的降阶曲柄-尼科尔森/四阶交替方向隐式(adi)有限差分格式,应用。数字。数学158(2020),271-291。https://doi.org/10.1016/j.apnum.2020.07.020。 ·Zbl 1452.65145号 ·doi:10.1016/j.apnum.2020.07.020
[21] M.Abbaszadeh和M.Dehghan,通过径向基函数-有限差分(RBF‐FD)程序模拟多相和多分量流动:Shan‐Chen模型,工程分析。已绑定。要素119(2020),151-161·兹比尔1464.65081
[22] M.Dehghan、J.Manafian和A.Saadatmandi,使用同伦分析方法求解非线性分数阶偏微分方程,Numer。方法部分。不同。Equ.26(2)(2010),448-479·Zbl 1185.65187号
[23] M.Usman等人,通过移位Gegenbauer多项式求解分数阶时滞微分方程的基于运算矩阵的新方法,应用。数学。计算372(2020),124985·Zbl 1433.65152号
[24] M.Hamid等人,基于Chelyshkov多项式的算法,用于分析分数模型中的输运动力学和反常扩散,Phys。统计力学。申请551(2020),124227。https://doi.org/10.1016/j.physa.2020.124227。 ·Zbl 07531218号 ·doi:10.1016/j.physa.2020.124227
[25] M.Hamid等人,基于创新运算矩阵的计算方案,用于具有Riesz导数的分数阶扩散问题,《欧洲物理学》。《J.Plus》134(10)(2019),484。
[26] M.Usman等人,一种基于Gegenbauer小波的变阶分数阶微分方程解的有效算法,Eur.Phys。《J.Plus》133(8)(2018),327。
[27] N.Liu和E.B.Lin,偏微分方程数值解的勒让德小波方法,数值。方法部分。不同。Equ.26(1)(2010),81-94·Zbl 1186.65152号
[28] M.M.Bahşı、M.Çevik和M.Sezer,具有残差估计的延迟受电弓微分方程的正交多项式解,Appl。数学。计算271(2015),11-21·Zbl 1410.65279号
[29] M.Usman等人,分析两个无限平行板之间纳米流体非定常流动的小波方法的新修正,中国物理学报(2020),222-236。https://doi.org/10.1016/j.cjph.2020.03.031。 ·Zbl 07832370号 ·doi:10.1016/j.cjph.2020.03.031
[30] M.Hamid、M.Usman和R.U.Haq,关于索雷和杜福尔效应对具有可变导热系数和扩散系数的二维驻点流体流动的小波研究,Phys。脚本94(11)(2019),115219。
[31] M.Hamid等人,《一种新的基于运算矩阵的多阶分数问题谱方法》,《对称性》12(9)(2020),1471。
[32] V.S.Chelyshkov,交替正交多项式和求积,电子。事务处理。数字。分析25(7)(2006),17-26·Zbl 1107.33006号
[33] K.S.Miller和B.Ross,《分数微积分和分数微分方程导论》,威利,纽约,1993年·兹比尔0789.26002
[34] M.Usman等人,一种基于新型运算矩阵的稳健方案,用于解决力学和数学物理中出现的某些时间分数非线性问题,Numer。方法部分。不同。等式36(2020),1566-1600。https://doi.org/10.1002/num.22492。 ·Zbl 07777661号 ·doi:10.1002/num.22492
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。