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
xxyy发布了新的文献求助10
刚刚
萌農完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
2秒前
养乐多完成签到,获得积分10
2秒前
无情芷珊发布了新的文献求助10
3秒前
小牛发布了新的文献求助10
3秒前
12356完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
从容的丹南完成签到 ,获得积分10
4秒前
jiao完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
6秒前
火星上的海亦完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
11发布了新的文献求助10
9秒前
染染完成签到,获得积分10
9秒前
Freya1528应助Sweeney采纳,获得30
9秒前
dde应助123采纳,获得10
9秒前
陶1122发布了新的文献求助10
9秒前
dengdengdeng发布了新的文献求助10
9秒前
Hello应助luzhhui采纳,获得10
10秒前
淡定的水彤完成签到,获得积分10
10秒前
华仔应助全球采纳,获得10
10秒前
11秒前
11秒前
科研通AI6.4应助合适夏天采纳,获得10
11秒前
13秒前
恋晨发布了新的文献求助10
14秒前
16秒前
Sweeney完成签到,获得积分10
16秒前
16秒前
科研通AI6.4应助Jodie采纳,获得30
17秒前
nana发布了新的文献求助10
18秒前
EvaHo完成签到,获得积分10
19秒前
yyan完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
20秒前
DI发布了新的文献求助10
20秒前
jzmulyl完成签到,获得积分10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
核安全综合知识2024版 500
Photothermal Science and Techniques 500
Digital Displacement Hydrostatic Transmission for Rotorcraft and Distributed Propulsion 500
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7707755
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9265209
关于积分的说明 20053372
捐赠科研通 7284216
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3296106
关于科研通互助平台的介绍 2451002
邀请新用户注册赠送积分活动 2303106