二维分数阶发展型方程交替方向隐式紧致差分格式  

Alternating direction implicit compact difference scheme for the two-dimensional fractional evolution equation

在线阅读下载全文

作  者:黎丽梅[1] 张书华[2] 彭龙[3] 

机构地区:[1]湖南理工学院数学学院,岳阳414006 [2]天津财经大学数学经济研究中心,天津300222 [3]北京外国语大学商学院,北京100089

出  处:《中国科学:数学》2015年第8期1265-1280,共16页Scientia Sinica:Mathematica

基  金:国家自然科学基金(批准号:11171251)资助项目

摘  要:本文考虑用交替方向隐式(ADI)方法研究二维分数阶发展型方程(带有弱奇异核的积分-微分方程)的数值解,在空间方向上使用紧致差分,时间方向上采用Crank-Nicolson格式,积分项用二阶卷积求积公式逼近.此外,本文还给出全离散格式,并利用离散的能量法证明全离散格式是无条件稳定和收敛的,且收敛阶为O(Υ~2+h_x^4+h_y^4),其中7是时间步长,h_x和h_y分别是空间x和y方向的步长.最后,本文用数值例子验证理论分析的正确性.In this paper, we consider the numerical solutions of the two dimensional fractional evolution equa- tion (integro-differential equation with a weakly singular kernel) with alternating direction implicit (ADI) method. The compact difference approach is used for the spatial discretization, and, for the time stepping, the Crank- Nicolson scheme combined with the second order convolution quadrature approximating the integral term is considered. The unconditional stability and L2 norm convergence of the scheme are proved rigorously. The con- vergence order is O(τ2+h4x+h4y), where T is the temporal grid size and hx, hy are spatial grid sizes in the x and y directions, respectively. Numerical results are presented to support our theoretical analysis.

关 键 词:发展型方程 ADI格式 紧致差分 离散的能量方法 弱奇异核 

分 类 号:O241.82[理学—计算数学]

 

参考文献:

正在载入数据...

 

二级参考文献:

正在载入数据...

 

耦合文献:

正在载入数据...

 

引证文献:

正在载入数据...

 

二级引证文献:

正在载入数据...

 

同被引文献:

正在载入数据...

 

相关期刊文献:

正在载入数据...

相关的主题
相关的作者对象
相关的机构对象