کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5776289 1631971 2017 33 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Second order accuracy finite difference methods for space-fractional partial differential equations
ترجمه فارسی عنوان
دقت روش دوم روش های اختلاف محدود برای معادلات دیفرانسیل فضایی جزئی
کلمات کلیدی
محاسبات مکرر، معادلات دیفرانسیل جزئی جزئی فضا، روش اختلاف محدود فرمول تفاوت، شرایط مرزی دیریکله، معادلات دیفرانسیل جزئی،
ترجمه چکیده
معادلات دیفرانسیل دیفرانسیل مختلط فضا برای شبیه سازی، برای مثال، انتشار مواد رادیواکتیو، و مدل های مالی و دیگر که با توزیع های سنگین باله شناخته می شوند، استفاده می شود. تعدادی از روش های مختلف اختلاف معکوس برای اولین بار ارائه شده است. در مقاله حاضر، دقت روش دقیق دقیق دوم را با شرایط مرزی دیریکله معرفی می کنیم. این روش ها در این طرح ها یک پارامتر دارد و پارامتر تضمین می کند. این بدان معنی است که طرح های مختلف با دقت مرتبه دوم وجود دارد، اما پایداری هر طرح متفاوت است. در این مقاله، با استفاده از انتخاب پارامتر بهینه، پایدارترین طرح برای هر روش محاسبات کسری ارائه می شود. علاوه بر این، ما یک پدیده را توصیف می کنیم که در این صورت دقت مورد انتظار را نمی توان به دست آورد، اگر راه حل تحلیلی را می توان به مجموعه ای که کمتر از مرتبه دوم در اطراف مرزها است گسترش دهد. این نیز در روش های موجود و روش های پیشنهادی اتفاق می افتد. در این مقاله، شرایط ثبات را برای طرح های پیشنهادی توسعه می دهیم، و نمونه های عددی دقت مرتبه دوم و ضریب دقت نشان داده شده است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه ریاضیات ریاضیات کاربردی
چکیده انگلیسی
Space-fractional partial differential equations are used for simulations of, for example, diffusion of radioactive materials, and financial and other models, which are characterized by heavy-tailed distributions. A number of first order accuracy finite difference methods have been proposed. In the present paper, we introduce second order accuracy finite difference methods with Dirichlet boundary conditions. These methods have a parameter in these schemes, and the parameter stabilizes the schemes. This means that there exist various schemes with second order accuracy, but the stability of each scheme is different. In the present paper, we introduce the most stable scheme for any fractional calculus order by choosing the optimal parameter. In addition, we describe a phenomenon whereby the expected accuracy cannot be obtained if the analytical solution can be expanded to a series having less than second order around boundaries. This also happens in both existing methods and the proposed methods. In the present paper, we develop the stability conditions for the proposed schemes, and numerical examples of second order accuracy and accuracy decay are shown.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational and Applied Mathematics - Volume 320, 15 August 2017, Pages 101-119
نویسندگان
, , ,