کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6930708 867536 2016 42 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
From stochastic processes to numerical methods: A new scheme for solving reaction subdiffusion fractional partial differential equations
ترجمه فارسی عنوان
از فرآیندهای تصادفی به روش های عددی: یک طرح جدید برای حل معادلات دیفرانسیل جزئی خرده مقادیر واکنش زیر واکنش
کلمات کلیدی
انتشار مفرط، انتشار واکنش مکرر، انتشار ناهموار، پیوسته زمان پیاده روی تصادفی، زمان گسسته پیاده روی تصادفی روش اختلاف محدود
ترجمه چکیده
ما یک روش عددی صریح جدید را براساس یک فرآیند تصادفی گسسته برای حل یک کلاس معادلات دیفرانسیل جزئی جزئی ارائه دادیم که زیردیفوژن واکنش را مدل می کند. این طرح از معادلات اصلی برای تکامل چگالی احتمال مجموعهای از گامهای گام به گام گسسته استخراج شده است. ما نشان می دهیم که حد نفوذ معادلات استاد، معادله دیفرانسیل مختلط منحصر به فرد ذینفع را بهبود می بخشد. این روش محدود کردن تضمین همگانی طرح عددی را تضمین می کند. مثبت بودن راه حل و نتایج ثبات به سادگی به دست می آید، به شرطی که فرایند اساسی به خوبی صورت گیرد. ما همچنین نشان می دهیم که این روش می تواند برای معادلات دیفرانسیل واکنش استاندارد استفاده شود. این کار کاربرد وسیعتری از استفاده از فرآیندهای تصادفی گسسته را برای ارائه طرحهای عددی برای معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی، از جمله معادلات دیفرانسیل جزئی جزئی ارائه می دهد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
We have introduced a new explicit numerical method, based on a discrete stochastic process, for solving a class of fractional partial differential equations that model reaction subdiffusion. The scheme is derived from the master equations for the evolution of the probability density of a sum of discrete time random walks. We show that the diffusion limit of the master equations recovers the fractional partial differential equation of interest. This limiting procedure guarantees the consistency of the numerical scheme. The positivity of the solution and stability results are simply obtained, provided that the underlying process is well posed. We also show that the method can be applied to standard reaction-diffusion equations. This work highlights the broader applicability of using discrete stochastic processes to provide numerical schemes for partial differential equations, including fractional partial differential equations.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 307, 15 February 2016, Pages 508-534
نویسندگان
, , , , , ,