کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6892288 1445353 2017 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Lumped finite elements for reaction-cross-diffusion systems on stationary surfaces
ترجمه فارسی عنوان
عناصر محدودی برای سیستم های انتقال واکنش بر روی سطوح ثابت
کلمات کلیدی
عناصر محدود سطحی، توده ی عظیم، منطقه غیر قابل پیش بینی، واکنش دیفرانسیل متقابل، تجزیه و تحلیل همگرایی، شکل گیری الگو،
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر علوم کامپیوتر (عمومی)
چکیده انگلیسی
We consider a lumped surface finite element method (LSFEM) for the spatial approximation of reaction-diffusion equations on closed compact surfaces in R3 in the presence of cross-diffusion. We provide a fully-discrete scheme by applying the Implicit-Explicit (IMEX) Euler method. We provide sufficient conditions for the existence of polytopal invariant regions for the numerical solution after spatial and full discretisations. Furthermore, we prove optimal error bounds for the semi- and fully-discrete methods, that is the convergence rates are quadratic in the meshsize and linear in the timestep. To support our theoretical findings, we provide two numerical tests. The first test confirms that in the absence of lumping numerical solutions violate the invariant region leading to blow-up due to the nature of the kinetics. The second experiment is an example of Turing pattern formation in the presence of cross-diffusion on the sphere.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Computers & Mathematics with Applications - Volume 74, Issue 12, 15 December 2017, Pages 3008-3023
نویسندگان
, , , ,