一个数值方法的分数沃尔特拉-弗雷德霍尔姆整微差问题使用转移的切比舍夫光谱拼接
Maha M Hamood1,2, Abdulrahman A Sharif3,4, Kirtiwant P Ghadle4
1Department of Mathematics, Faculty of Applied Sciences, Taiz University, Taiz, 6803, Yemen. maha.mohammed@taiz.edu.ye.
本研究引入了一种新的数值方法,用于解决分数的沃尔特拉-弗雷德霍尔姆整微分方程 (FVFIDEs). 频谱拼接方法为这些复杂的数学问题提供了高精度和效率.
科学领域:
- 数字分析 数字分析
- 应用数学 应用数学 应用数学
- 计算科学 计算科学
背景情况:
- 分数整微分方程对于模拟复杂现象至关重要.
- 解决这些方程,特别是带有初始值问题 (IVP) 的线性分数沃尔特拉-弗雷德霍尔姆整微分方程 (FVFIDEs),会带来重大的数值挑战.
研究的目的:
- 开发和介绍一个创新的数值框架,用于在线性FVFIDE中解决IVP.
- 为这些类型的方程建立一个计算效率高,准确的方法.
主要方法:
- 采用了一种光谱排列方法,利用第二种转移的切比舍夫多项式.
- 分数整微分方程通过拼接约束转化为线性代数方程系统.
- 由此产生的系统使用牛顿-拉普森代技术有效地解决.
主要成果:
- 拟议的数值框架显示了高阶的准确性.
- 该方法在各种基准问题中表现出稳定性,效率和适应性.
- 通过牛顿-拉普森代实现了快速收.
结论:
- 开发的光谱聚合法为线性FVFIDE提供了强大的计算工具.
- 这种方法对于解决分数计算中的初始值问题非常有效.
- 这些发现支持其在先进的数学和工程学科中的应用.
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