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无界区域中积分分数Laplacian偏微分方程的快速类Fourier映射Chebyshev谱Galerkin方法。 (英语) Zbl 1450.65154号

小结:本文提出了一种求解积分分数拉普拉斯方程的快速谱Galerkin方法,该方法基于两个基本组成部分:(i)分数拉普拉斯方程的Dunford-Taylor公式;和(ii)类傅里叶双正交映射切比雪夫函数(MCF)作为基函数。因此,分数阶拉普拉斯算子可以完全对角化,求解椭圆分数阶偏微分方程的复杂性是准最优的,即(O((N\log_2N)^d),其中(N)是每个空间方向上的模数。对各种衰减精确解的大量数值测试表明,快速求解器的收敛性与理论误差估计的阶数完全匹配。通过适当的时间离散化,快速求解器可以直接应用于一大类非线性分数阶偏微分方程。以分数阶非线性薛定谔方程为例,我们使用四阶时间分裂方法和所提出的MCF谱-伽勒金方法求解该方程。

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65号35 偏微分方程边值问题的谱、配置及相关方法
65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法
41A05型 近似理论中的插值
41A25型 收敛速度,近似度
35兰特 分数阶偏微分方程
26A33飞机 分数导数和积分
55年第35季度 NLS方程(非线性薛定谔方程)

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