桑托斯·B·尤斯特。;约阿昆·金塔纳·穆里略 分数阶扩散方程的非均匀时间步长有限差分方法。 (英语) Zbl 1268.65120号 计算。物理学。Commun公司。 183,第12期,2594-2600(2012); 更正同上185,第3号,1192(2014)。 摘要:提出了一种求解Caputo形式分数扩散方程的非均匀时间步长隐式有限差分方法。该方法允许人们建立自适应方法,其中时间步长根据解决方案的行为进行调整,以保持数值误差较小,而不会产生巨大的计算成本。该方法是无条件稳定和收敛的。事实上,对于本方法所属的一类相当普遍的分数阶有限差分方法,一致性和稳定性意味着收敛。通过解决来自点源的次扩散粒子流的弥散问题,说明了自适应方法相对于固定步长方法在分数阶扩散方程中的巨大计算优势。 引用于1审查引用于67文件 MSC公司: 6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 35K05美元 热量方程式 35兰特 分数阶偏微分方程 65个M12 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米50 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的数值解的网格生成、精化和自适应方法 关键词:有限差分法;分数阶扩散方程;非均匀网格;自适应数值方法;异常扩散;数值示例;一致性;稳定性;汇聚 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{S.B.Yuste}和\textit{J.Quintana-Murillo},计算。物理学。Commun公司。183,第12号,2594--2600(2012;Zbl 1268.65120) 全文: 内政部 arXiv公司 参考文献: [1] Oldham,K.B。;Spanier,J.,《分数微积分》(1974),学术出版社:纽约学术出版社·兹比尔0428.26004 [2] (Hilfer,R.,《分数微积分在物理学中的应用》(2000),《世界科学:世界科学新加坡》)·Zbl 0998.26002号 [3] 梅茨勒,R。;Klafter,J.,《物理学》。代表,339,1(2000)·Zbl 0984.82032号 [4] 索科洛夫,I.M。;Klafter,J。;Blumen,A.,《物理学》。今天,55,48(2002) [5] 梅茨勒,R。;Klafter,J.,J.物理学。A: 数学。Gen.,37,R161(2004) [6] Kilbas,A.A。;Srivastava,H.M。;Trujillo,J.J.,《分数微分方程的理论与应用》(2006),爱思唯尔:爱思唯尔阿姆斯特丹·Zbl 1092.45003号 [7] (Klages,R.;Radons,G.;Sokolov,I.M.,《异常运输:基础与应用》(2008),爱思唯尔:爱思唯尔阿姆斯特丹) [8] Magin,R.L。;O.阿卜杜拉。;巴利亚努,D。;周,X.J.,J.Magn。资源。,190, 255 (2008) [9] 迪克斯·J·A。;Verkman,A.S.,年度。生物物理学评论。,37247(2008年) [10] B.I.亨利。;Langlands,T.A.M。;Wearne,S.,物理。修订稿。,100, 128103 (2008) [11] Barkai,E。;梅茨勒,R。;Klafter,J.,《物理学》。E版,61132(2000) [12] 尤斯特,S.B。;Acedo,L.,Physica A,336,334(2004) [13] El-Sayed,文学硕士。;Gaber,M.,Phys。莱特。A、 359175(2006)·Zbl 1236.35003号 [14] 贾法里,H。;莫马尼,S.,Phys。莱特。A、 370、388(2007)·Zbl 1209.65111号 [15] 雷,S.S.,物理。Scr.、。,75, 53 (2007) ·Zbl 1197.35147号 [16] Gorenflo,R。;Mainardi,F。;莫雷蒂,D。;Paradisi,P.,非线性动力学。,29, 129 (2002) ·兹比尔1009.82016 [17] 尤斯特,S.B。;Acedo,L.,SIAM J.数字。分析。,42, 1862 (2005) ·Zbl 1119.65379号 [18] Yuste,S.B.,J.计算。物理。,216, 1, 264 (2006) ·Zbl 1094.65085号 [19] 林奇,V.E。;卡雷拉斯,B.A。;del-Castillo-Negrete,D。;Ferreira-Mejias,K.M。;Hicks,H.R.,J.计算。物理。,192, 406 (2003) ·Zbl 1047.76075号 [20] Meerschaert,M.M。;Tadjeran,C.,J.计算。申请。数学。,172, 65 (2004) ·Zbl 1126.76346号 [21] 陈,C.M。;刘,F。;特纳,I。;Anh,V.,J.计算。物理。,227, 886 (2007) ·Zbl 1165.65053号 [22] 孙振中。;Wu,X.,申请。数字。数学。,56, 193 (2006) ·Zbl 1094.65083号 [23] 波德鲁布尼,I。;Chechkin,A.V。;斯科夫拉内克,T。;陈,Y。;Vinagre,B.M.,J.计算。物理。,228, 3137 (2009) ·兹比尔1160.65308 [24] Cui,M.,J.计算。物理。,228, 7792 (2009) ·Zbl 1179.65107号 [25] Brunner,H。;Ling,L。;Yamamoto,M.,J.计算。物理。,229, 6613 (2010) ·Zbl 1197.65143号 [26] T.Skovranek,V.V.Verbikij,Y.Tarte,I.Podlubny,非等距网格上分数阶算子和分数阶微分方程的离散化,文章编号FDA10-062,在:I.Podlubny,B.M.Vinagre Jara,Y.Q.Chen,V.Feliu Batlle,I.Tejado Balsera(编辑),FDA10会议记录,第四届IFAC分数微分及其应用研讨会,巴达霍兹,2010年,第18页。;T.Skovranek,V.V.Verbickij,Y.Tarte,I.Podlubny,非等距网格上分数阶算子和分数阶微分方程的离散化,文章编号FDA10-062,收录于:I.Poldubny,B.M.Vinagre Jara,Y.Q.Chen,V.Feliu Batlle,I.Tejado Balsera(编辑),FDA10会议录,第四届IFAC分数微分及其应用研讨会,巴达霍兹,2010年,第18页。 [27] 穆斯塔法,K。;McLean,W.,数字。算法,56159(2011)·Zbl 1211.65127号 [28] 迪瑟姆,K。;新泽西州福特。;Freed,A.D.,非线性动力学。,29, 3 (2002) ·Zbl 1009.65049号 [29] 迪瑟姆,K。;新泽西州福特。;Freed,A.D。;于卢奇科。,计算。方法应用。机械。工程,194,743(2005)·Zbl 1119.65352号 [30] 新泽西州福特。;辛普森,A.C.,数字。算法,26333(2001)·Zbl 0976.65062号 [31] Murio,D.A.,《计算机》。数学。申请。,56, 1138 (2008) ·Zbl 1155.65372号 [32] 尤斯特,S.B。;金塔娜·穆里洛,J.,物理。Scr.、。,T136014025(2009) [33] 刘,F。;庄,P。;Anh,V。;特纳,I.,ANZIAM J.,47,C48(2006) [34] LeVeque,R.J.,《常微分方程和偏微分方程的有限差分方法:稳态和时间相关问题》(2007),SIAM:SIAM Philadelfia·兹比尔1127.65080 [35] J.金塔纳·穆里略。;Yuste,S.B.,J.计算。非线性动力学。,6, 021014 (2011) [36] 莫顿,K.W。;Mayers,D.F.,《偏微分方程的数值解》(1994),剑桥大学出版社:剑桥大学出版社·兹伯利0811.65063 [37] Allaire,G.,《数值分析与优化:数学建模与数值模拟导论》(2007),牛津大学出版社:牛津大学出版社纽约·Zbl 1120.65001号 [38] Mathai,A.M。;Saxena,R.K.,《H函数及其在统计学和其他学科中的应用》(1978),威利出版社,纽约·Zbl 0382.33001号 [39] 尤斯特,S.B。;阿巴德,E。;林登伯格,K.,Phys。E版,82061123(2010) 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。