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
1秒前
SebastianXie发布了新的文献求助10
2秒前
kke完成签到,获得积分10
3秒前
zzz完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
英俊的慕青完成签到 ,获得积分10
4秒前
风清扬发布了新的文献求助10
4秒前
科目三应助国产好人采纳,获得30
5秒前
Xavier完成签到 ,获得积分10
5秒前
iu发布了新的文献求助10
5秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
molihuakai应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
Orange应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
情怀应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
夕木木应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
传奇3应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
dhfify应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
慕青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
7秒前
7秒前
7秒前
7秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得80
7秒前
Akim应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
ucas大菠萝完成签到,获得积分10
7秒前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
夕木木应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助科研通管家采纳,获得10
7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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
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 6516475
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8309508
关于积分的说明 17761756
捐赠科研通 5618749
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925459
邀请新用户注册赠送积分活动 1902468
关于科研通互助平台的介绍 1763652