The construction of an optimal fourth-order fractional-compact-type numerical differential formula of the Riesz derivative and its application

数学 订单(交换) 正确性 类型(生物学) 数值分析 分数阶微积分 数学分析 差速器(机械装置) 空格(标点符号) 应用数学 算法 计算机科学 财务 经济 生态学 工程类 生物 航空航天工程 操作系统
作者
Hengfei Ding
出处
期刊:Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation [Elsevier BV]
卷期号:123: 107272-107272 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.cnsns.2023.107272
摘要

In this paper, a novel optimal fourth-order fractional-compact-type numerical differential formula for the Riesz derivatives is derived by constructing the appropriate generating function. Meanwhile, some interesting and important properties of the proposed formula are also presented and proved. Then, we take the nonlinear space fractional Ginzburg–Landau equations as an example and establish a high-order finite difference scheme by combining the compact integral factor method with Padé approximation. Furthermore, based on the discrete energy analysis method, the proposed difference scheme is proved to be uniquely solvable and convergent with order O(τ2+h4) under different norms, where τ and h denote the temporal and spatial mesh step sizes, respectively. Finally, some numerical results are provided to illustrate the accuracy of numerical differential formula and the effectiveness of numerical method, and further demonstrate the correctness of theoretical analysis.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
阳光的凡阳完成签到 ,获得积分10
2秒前
xxw完成签到,获得积分10
2秒前
kk完成签到,获得积分10
3秒前
单纯的小土豆完成签到 ,获得积分0
3秒前
天问完成签到,获得积分10
3秒前
Kiry完成签到 ,获得积分10
7秒前
Jingwen完成签到 ,获得积分10
12秒前
梦游菌完成签到 ,获得积分10
14秒前
吉吉完成签到,获得积分10
15秒前
娅娃儿完成签到 ,获得积分10
16秒前
April发布了新的文献求助10
16秒前
20秒前
华华华完成签到,获得积分10
22秒前
凡凡完成签到,获得积分10
23秒前
星辰大海应助April采纳,获得10
26秒前
kanong完成签到,获得积分0
29秒前
nianshu完成签到 ,获得积分0
39秒前
aikeyan完成签到,获得积分10
40秒前
44秒前
姬鲁宁完成签到 ,获得积分10
44秒前
April发布了新的文献求助10
49秒前
安静的ky完成签到,获得积分10
51秒前
过时的元风完成签到 ,获得积分10
52秒前
烟花应助一个小胖子采纳,获得10
55秒前
1分钟前
科研顺利完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
谦让以亦完成签到 ,获得积分10
1分钟前
孔wj完成签到,获得积分10
1分钟前
Lee完成签到 ,获得积分10
1分钟前
SKKY发布了新的文献求助30
1分钟前
1分钟前
1分钟前
洋芋饭饭完成签到,获得积分10
1分钟前
1分钟前
yzz完成签到,获得积分10
1分钟前
CGBIO完成签到,获得积分10
1分钟前
啪嗒大白球完成签到,获得积分10
1分钟前
Syan完成签到,获得积分10
1分钟前
675完成签到,获得积分10
1分钟前
高分求助中
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 800
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Climate change and sports: Statistics report on climate change and sports 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6473779
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8276810
关于积分的说明 17647098
捐赠科研通 5553916
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2909824
邀请新用户注册赠送积分活动 1886615
关于科研通互助平台的介绍 1738843