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非线性时空分数阶抛物方程非均匀快速L1公式的数值分析。 (英语) Zbl 07698864号

摘要:基于非均匀快速(L1)公式,提出了一种求解非线性时空分数阶抛物方程的有效数值格式。严格证明了数值格式的稳定性和收敛性。给出了基于渐变时间网格的数值格式的离散能量耗散特性。最后,通过数值实验验证了理论结果。

MSC公司:

65-XX岁 数值分析
35K55型 非线性抛物方程
6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
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
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全文: 内政部

参考文献:

[1] 阿里,I。;伊斯兰,S。;Siddique,I。;Allah,N.,具有非周期边界条件的Allen-Cahn方程的一些有效数值解,国际期刊非线性科学。,11, 3, 380-384 (2011)
[2] XY Cheng;李,D。;Quan,C。;Yang,W.,关于抛物型Sine-Gordon模型,Numer。数学。西奥。方法应用。,1068-1084年(2021年)·Zbl 1499.65379号 ·doi:10.4208/nmtma。OA-2021-0040号
[3] 瓦兹瓦兹,A。;Gorguis,A.,使用Adomian分解方法对Fisher方程的分析研究,应用。数学。计算。,154, 3, 609-620 (2004) ·Zbl 1054.65107号
[4] 元,GW;Yue,J。;盛,Z。;沈立,非线性抛物方程的计算方法(中文),科学。罪。数学。,43, 235-248 (2013) ·Zbl 1488.65308号 ·doi:10.1360/012012-616
[5] 艾伦,S。;Cahn,J.,《反相边界运动的微观理论及其在反相畴粗化中的应用》,《金属学报》。材料。,27, 1085-1095 (1979) ·doi:10.1016/0001-6160(79)90196-2
[6] 安德森,D。;麦克法登,G。;Wheeler,A.,《流体力学中的扩散界面方法》,年。流体力学版次。,30, 1, 139-165 (1998) ·兹比尔1398.76051 ·doi:10.1146/anurev.fluid.30.1.139
[7] Chen,LQ,微观结构演变的相场模型,年。修订版材料。研究,32,113-140(2002)·doi:10.1146/annurev.matsci.32.112001.132041
[8] 陈,LQ;沈,J.,半隐式傅里叶谱方法在相场方程中的应用,计算。物理学。Comm.,108,147-158(1998)·Zbl 1017.65533号 ·doi:10.1016/S0010-4655(97)00115-X
[9] 周,BY;陈,XL;Li,DF,非线性时间分数阶抛物方程的非均匀Alikhanov线性化Galerkin有限元方法,J.Sci。计算。,85, 39 (2020) ·Zbl 1453.65350号 ·doi:10.1007/s10915-020-01350-6
[10] 秦,HY;Li,DF;Zhang,ZM,捕捉非线性细分扩散方程初始戏剧性演化的新方案,J.Sci。计算。,89, 65 (2021) ·Zbl 1481.65151号 ·数字对象标识代码:10.1007/s10915-021-01672-z
[11] 宋,FY;徐,CJ;Karniadakis,GK,具有可调清晰度的两相流分数相场模型:算法和模拟,计算。方法应用。机械。工程,305376-404(2016)·Zbl 1423.76102号 ·doi:10.1016/j.cma.2016.03.018
[12] 廖,H.L.,唐,T.,周。T.:时间分数阶Allen-Cahn方程的能量稳定且最大界保持格式,具有可变时间步长。SIAM J.科学。计算。43(5),A3503-A3526(2021)·Zbl 1481.65142号
[13] Liao,HL;朱,X。;Wang,J.,时间分数阶Allen-Cahn方程的变步长L1格式,Numer。数学。西奥。方法应用。,15, 4, 1128-1146 (2022) ·Zbl 1524.35663号 ·doi:10.4208/nmtma。OA-2022-0011s
[14] 沈杰。;Yang,X.,Allen-Cahn和Cahn-Hilliard方程的数值近似,离散Contin。动态。A、 2016年4月28日至1691年(2010年)·Zbl 1201.65184号 ·doi:10.3934/dcds.2010.28.1669
[15] Tang,T。;Yu,H。;Zhou,T.,《关于时间分数阶相场方程的能量耗散理论和数值稳定性》,SIAM J.Sci。计算。,41、6、A3757-A3778(2019)·Zbl 1435.65146号 ·doi:10.1137/18M1203560
[16] 孙,ZZ;Wu,XN,扩散波系统的全离散差分格式,应用。数字。数学。,56, 193-209 (2006) ·Zbl 1094.65083号 ·doi:10.1016/j.apnum.2005.03.003
[17] Jin,英国电信;拉扎罗夫,R。;Zhou,Z.,非光滑数据细分扩散方程L1格式的分析,IMA J.Numer。分析。,197-221年1月36日(2016年)·Zbl 1336.65150号
[18] 苯乙烯,M。;O'Riordan,E。;Gracia,J.,时间分数阶扩散方程梯度网格上有限差分方法的误差分析,SIAM J.Numer。分析。,55, 2, 1057-1079 (2017) ·Zbl 1362.65089号 ·doi:10.1137/16M1082329
[19] Liao,HL;李,DF;Zhang,JW,线性反应细分扩散方程非均匀L1公式的夏普误差估计,SIAM J.Numer。分析。,56, 2, 1112-1133 (2018) ·Zbl 1447.65026号 ·doi:10.1137/17M1131829
[20] 沈,JY;孙,ZZ;Cao,WR,时间分数阶非线性Korteweg-de-Vries方程的梯度网格有限差分格式,应用。数学。计算。,361, 752-765 (2019) ·Zbl 1429.65199号
[21] 张,JL;黄,JZ;王凯。;Wang,X.,时间分数扩散方程tanh网格上的误差估计,Numer。方法。部分。不同。Equ.、。,37, 2046-2066 (2021) ·Zbl 07776059号 ·doi:10.1002/num.22656
[22] Liao,HL;McLean,W。;Zhang,JW,离散Grönwall不等式及其在细分扩散问题数值格式中的应用,SIAM J.Numer。分析。,57, 1, 218-237 (2019) ·Zbl 1414.65008号 ·doi:10.1137/16M1175742
[23] Liao,HL;McLean,W。;Zhang,JW,线性反应-细分扩散问题的非均匀时间步长二阶格式,Commun。计算。物理。,30, 2, 567-601 (2021) ·兹比尔1473.65110 ·doi:10.4208/cicp。OA-2020-0124型
[24] Chen,H.,Stynes,M.:时间分数扩散问题的拟合网格上二阶方法的误差分析。科学杂志。计算。79, 624-647 (2019) ·Zbl 1419.65010号
[25] Xing,ZY;Wen,有限合伙人;Wang,WS,时间分数KdV方程的有效差分格式,计算。申请。数学。,40, 277 (2021) ·Zbl 1476.35323号 ·doi:10.1007/s40314-021-01657-6
[26] Duo,西南;怀克,HW;Zhang,YZ,分数阶Laplacian和分数阶Poisson问题的一种新颖且精确的有限差分方法,J.Compute。物理。,355, 233-252 (2018) ·Zbl 1380.65323号 ·文件编号:10.1016/j.jcp.2017.11.011
[27] YL赵;李,M。;奥斯特曼,A。;Gu,XM,空间分数阶Cahn-Hilliard方程的有效二阶能量稳定BDF格式,BIT-Numer。数学。,61, 1061-1092 (2021) ·Zbl 1481.65168号 ·doi:10.1007/s10543-021-00843-6
[28] 江,SD;张,JW;钱,Z。;Zhang,Caputo分数阶导数的快速计算及其在分数阶扩散方程中的应用,Commun。计算。物理。,21, 650-678 (2017) ·Zbl 1488.65247号 ·doi:10.4208/cicp。OA-2016-0136
[29] 吉,BQ;Liao,HL;Zhang,LM,时间分数阶Allen-Cahn方程的简单最大值原理保持时间步长方法,高级计算。数学。,46, 37 (2020) ·Zbl 1437.35683号 ·doi:10.1007/s10444-020-09782-2
[30] Liao,HL;严,YG;Zhang,JW,半线性细分扩散方程快速二级线性化算法的无条件收敛性,科学学报。计算。,80,1-25(2019)·Zbl 1450.65078号 ·doi:10.1007/s10915-019-00927-0
[31] Liao,H.L.,Tang,T.,Zhou,T.:由卷积算子的变步长逼近产生的实二次型的正定性。arXiv:2011.3338v1(2020)
[32] Ji,B.Q.,Zhu,X.H.,Liao,H.L.:时间分数Cahn-Hilliard模型的变步长L1型方案的能量稳定性。arXiv:2201.00920v1(2023)修订于《数学科学传播》
[33] 瓦尔加,R.S.:格什戈林和他的圈子。施普林格,柏林(2004)·Zbl 1057.15023号
[34] Alikhanov,AA,时间分数阶扩散方程的新差分格式,J.Compute。物理。,280, 424-438 (2015) ·Zbl 1349.65261号 ·doi:10.1016/j.jcp.2014.09.031
[35] Xing,ZY;Wen,有限合伙人;Xiao,HY,Riesz空分Sine-Gordon方程的四阶保守差分格式及其快速实现,应用。数字。数学。,159, 221-238 (2021) ·Zbl 1459.65161号 ·doi:10.1016/j.apnum.2020.09.009
[36] Xu,Y。;曾,JL;Hu,SG,耦合空间分数Ginzburg-Landau方程的四阶线性化差分格式,Adv.Differ。Equ.、。,2019, 455 (2019) ·Zbl 1485.65096号 ·doi:10.1186/s13662-019-2389-5
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