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基于POD的降阶Crank-Nicolson/四阶交替方向隐式(ADI)有限差分格式求解二维分布阶Riesz空间分数阶扩散方程。 (英语) Zbl 1452.65145号

摘要:本文介绍了求解二维分布阶Riesz空间分数阶扩散方程的高阶数值方法。在该方法中,首先,使用二阶数值积分规则估计分布阶Riesz空间分数导数的积分。然后,用二阶差分格式离散时间导数。最后,用四阶精度的差分公式逼近空间方向。分析了半离散格式的稳定性。我们得出结论,当(n到infty)时,两个连续时间步长即(U{i,j}^n-U{i、j}^{n-1})之间的差异几乎为零。因此,在主差分格式中添加了一个合适的项,因为通过添加此项,我们可以导出主ADI格式。此外,为了减少使用的CPU时间,我们将四阶ADI公式与适当的正交分解方法相结合,然后获得基于POD的降阶紧致ADI有限差分平面。接下来,研究了全离散公式的收敛阶。数值结果表明了新技术的有效性。必须注意的是,有限差分法是求解非线性方程组的一种有效且稳健的数值技术,ADI方法可以与之结合以改进数值模拟。

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全文: 内政部

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