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(1D)分数拉普拉斯算子的正则性理论和高阶数值方法。 (英语) Zbl 1409.65111号

研究了(1D)分数拉普拉斯算子的正则性理论和高阶数值方法。他们首先将问题作为积分方程提供,分析边界奇异性,并为单区间问题生成对角形式。利用Gegenbauer特征函数及其相关展开式,得到了解(u)的Sobolev和解析正则性结果,包括Sobolef引理的加权空间版本。此外,通过利用Gegenbauer展开和Nyström离散,并考虑边缘奇异性的分析结构,作者提出了一个高精度和高效的数值求解器,用于求解有限多个一维区间的并集上的分数阶拉普拉斯方程。给出的尖锐误差估计表明,该算法具有光谱精度,收敛速度仅取决于右侧的平滑度。特别是,对于分析右手边,收敛速度是指数级的。给出的各种数值结果表明了所提求解器的特性;与以前的方法相比,新算法更准确、更高效。

MSC公司:

65兰特 积分方程的数值方法
35B65毫米 偏微分方程解的光滑性和正则性
第33页第45页 超几何型正交多项式和函数(Jacobi、Laguerre、Hermite、Askey格式等)
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