丁恒飞;李长平;陈阳泉 Riesz导数的高阶算法及其应用。二、。 (英文) 兹比尔1349.65284 J.计算。物理学。 293, 218-237 (2015). 摘要:本文首先推导了Riesz分数阶导数的两个高阶近似公式。其次,我们提出了分数阶反应扩散方程的时间二阶数值方法,其中我们使用两个数值格式离散Riesz分数阶导数。我们证明了空间Riesz分数反应扩散方程的数值方法是无条件稳定和收敛的,收敛阶为(mathcal{O}(tau^2+h^6))和(mathca{O}(tau_2+h^8)),其中(tau)和(h)分别是空间步长和时间步长。最后,我们对我们的数值格式进行了测试,并观察到数值结果与理论分析吻合良好。第一部分见[H.丁等,摘要。申请。分析。2014年,文章ID 653797,17 p.(2014;兹比尔1434.65113)]. 引用于1审查引用于90文件 MSC公司: 2006年6月65日 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法 35兰特 分数阶偏微分方程 65D25个 数值微分 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 关键词:空间Riesz分数反应扩散方程;黎曼-刘维尔导数;Grünwald-Letnikov导数;高阶无条件稳定算法 引文:Zbl 1434.65113号 软件:ma2dfc PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{H.Ding}等人,J.Compute。物理学。293、218--237(2015;Zbl 1349.65284) 全文: 内政部 参考文献: [1] Benson,D.A。;惠特克拉,西南部。;Meerschaert,M.M.,分数对流扩散方程的应用,水资源。决议,36,1403-1412(2000) [2] Burrage,K。;黑尔,N。;Kay,D.,分数空间反应扩散方程的高效隐式有限元格式,SIAM J.Sci。计算。,34, 2145-2172 (2012) ·Zbl 1253.65146号 [3] Chan,R.H.,具有非负生成函数的Toeplitz系统的Toeplicz预条件,IMA J.Numer。分析。,11, 333-345 (1991) ·Zbl 0737.65022号 [4] 切利克,C。;Duman,M.,Riesz分数导数分数扩散方程的Crank-Nicolson方法,J.Comput。物理。,231, 1743-1750 (2012) ·Zbl 1242.65157号 [5] Chan,R.H。;Jin,X.Q.,迭代Toeplitz解算器简介(2007),SIAM·Zbl 1146.65028号 [6] 邓,W。;Hesthaven,J.S.,分数阶扩散方程的间断Galerkin方法,M2AN,471821-2843(2013) [7] 丁·H·F。;李,C.P。;Chen,Y.Q.,Riesz导数的高阶算法及其应用(I),文摘。申请。分析。(2014),文章ID 653797·Zbl 1434.65113号 [8] Diethelm,K。;新泽西州福特。;Freed,A.D.,分数阶微分方程数值解的预测-校正方法,非线性动力学。,29, 3-22 (2002) ·Zbl 1009.65049号 [9] 丁·H·F。;Zhang,Y.X.,Riesz空间分数阶偏微分方程的新数值方法,计算。数学。申请。,631135-1146(2012年)·Zbl 1247.65135号 [10] 欧文·V·J。;Roop,J.P.,定常分数对流-弥散方程的变分公式,数值。方法部分差异。Equ.、。,22, 558-576 (2006) ·兹比尔1095.65118 [11] Hejazi,H。;莫罗尼,T。;Liu,F.,空间分数阶对流扩散方程有限体积法的稳定性和收敛性,J.Compute。申请。数学。,255, 684-697 (2014) ·Zbl 1291.65280号 [12] 伊里奇,M。;刘,F。;特纳,I。;Anh,V.,分数空间扩散方程的数值近似。一、 分形。计算应用程序。分析。,8, 3, 323-341 (2005) ·Zbl 1126.26009号 [13] 姜瑜。;Ma,J.,时间分数阶偏微分方程的高阶有限元方法,J.Compute。申请。数学。,235, 3285-3290 (2011) ·Zbl 1216.65130号 [14] 基尔巴斯,A.A。;Srivastava,H.M。;Trujillo,J.J.,《分数阶微分方程的理论与应用》(2006),爱思唯尔出版社:荷兰·Zbl 1092.45003号 [15] Langlands,T.A.M。;Henry,B.I.,分数阶扩散方程隐式解方法的准确性和稳定性,J.Compute。物理。,205, 719-736 (2005) ·Zbl 1072.65123号 [16] Wang,H。;王,K。;Sircar,T.,分数阶扩散方程的直接有限差分法,J.Compute。物理。,2298095-8104(2010年)·Zbl 1198.65176号 [17] 刘,F。;庄,P。;Burrage,K.,一类分数平流扩散模型的数值方法和分析,计算。数学。申请。,64, 2990-3007 (2012) ·Zbl 1268.65124号 [18] 李,C.P。;赵振国。;陈永清,带次扩散和超扩散的非线性分数阶微分方程的数值逼近,计算。数学。申请。,62, 855-875 (2011) ·Zbl 1228.65190号 [19] Magin,R.L。;O.阿卜杜拉。;巴利亚努,D。;Zhou,X.J.,在Bloch-Torrey方程中通过分数阶微分算子表示的异常扩散,J.Magn。研究,190255-270(2008) [20] Meerschaert,M.M。;Benson,D.A。;Wheatcraft,S.W.,污染物输送的次级平流-弥散方程,水资源。决议,37,1543-1550(2001) [21] 穆里略,J.Q。;Yuste,S.B.,求解Caputo形式分数阶扩散和扩散波方程的显式差分方法,J.Compute。非线性动力学。,6, 021014 (2011) [22] 穆里略,J.Q。;Yuste,S.B.,关于分数阶扩散和扩散波方程的三种显式差分格式,Phys。Scr.、。,136, 014025 (2009) [23] Meerschaert,M.M。;Tadjeran,C.,分数阶平流-扩散流方程的有限差分近似,J.Compute。申请。数学。,172, 65-77 (2004) ·兹比尔1126.76346 [24] Meerschaert,M.M。;谢夫勒,H.P。;Tadjeran,C.,二维分数色散方程的有限差分方法,计算。物理。,211, 249-261 (2006) ·Zbl 1085.65080号 [25] Meerschaert,M.M。;Tadjeran,C.,双边空间分数阶偏微分方程的有限差分逼近,应用。数字。数学。,56, 80-90 (2006) ·Zbl 1086.65087号 [26] Ortigueira,M.D.,通过分数阶中心导数的Riesz势算子和逆,国际数学杂志。数学。科学。,1-12 (2006) ·Zbl 1122.26007号 [27] Podlubny,I.,分数微分方程(1999),学术出版社:圣地亚哥学术出版社·Zbl 0918.34010号 [28] 波德鲁布尼,I。;Chechkin,A。;斯科夫拉内克,T。;陈,Y。;Jara,B.M.V.,《离散分数阶微积分的矩阵方法II:偏分数阶微分方程》,J.Compute。物理。,2283137-3153(2009年)·Zbl 1160.65308号 [29] Quarteroni,A。;Sacco,R。;Saleri,F.,《数值数学》(2007),Springer·Zbl 0913.65002号 [30] 雷,C。;Ellsworth,T.R。;瓦洛奇,A.J。;Boast,C.W.,《大孔土壤中化学迁移的改进双重孔隙模型》,J.Hydrol。,193, 270-292 (1997) [31] Scalas,E。;戈伦,R。;Mainardi,F.,分数微积分与连续时间金融,《物理学A》,284,376-384(2000) [32] 沈,S。;刘,F。;Anh,V。;Turner,I.,空间分数阶对流扩散方程的新型数值近似,IMA J.Appl。数学。,1-14 (2012) [33] Sousa,E.,分数阶对流扩散方程的二阶显式有限差分方法,计算。数学。申请。,64, 3141-3152 (2012) ·Zbl 1268.65118号 [34] 田伟。;周,H。;Deng,W.,解空间分数阶扩散方程的一类二阶差分逼近 [35] 杨琼。;刘,F。;Turner,I.,具有Riesz空间分数导数的分数阶偏微分方程的数值方法,应用。数学。型号。,34, 200-218 (2010) ·Zbl 1185.65200号 [36] Zayernouri,M。;Karniadakis,G.E.,分数阶常微分方程的指数精确谱和谱元方法,J.Compute。物理。,257, 460-480 (2014) ·Zbl 1349.65257号 [37] Zayernouri,M。;Karniadakis,G.E.,分数光谱配置方法,SIAM J.Sci。计算。,36,A40-A62(2014)·Zbl 1294.65097号 [38] 周,H。;田伟。;Deng,W.,空间分数阶扩散方程的拟紧有限差分格式,J.Sci。计算。,56, 45-66 (2013) ·Zbl 1278.65130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。