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arXiv 1207.2012math.NAcs.NA
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二维时间-空间Caputo-Riesz分数阶扩散方程的二阶有限差分逼近

Second order finite difference approximations for the two-dimensional time-space Caputo-Riesz fractional diffusion equation

School of Mathematics and Statistics, Lanzhou University(兰州大学数学与统计学院)

Minghua Chen, Weihua Deng, Yujiang Wu

AI总结:

本文针对二维时间-空间Caputo-Riesz分数阶扩散方程,提出隐式和显式有限差分格式,理论证明隐式格式无条件稳定,显式格式条件稳定,且空间方向二阶收敛、时间方向(2-γ)阶收敛。

摘要:

本文讨论了有限域上具有变系数的时间-空间Caputo-Riesz分数阶扩散方程。给出了该方程的有限差分格式。我们从理论上证明并数值验证了隐式有限差分格式是无条件稳定的(显式格式是条件稳定的,稳定性条件为$\frac{τ^γ}{(Δx)^α}+\frac{τ^γ}{(Δy)^β} <C$),且在空间方向具有二阶收敛性,在时间方向具有$(2-γ)$阶收敛性,其中$γ\in(0,1]$。

英文摘要:

In this paper, we discuss the time-space Caputo-Riesz fractional diffusion equation with variable coefficients on a finite domain. The finite difference schemes for this equation are provided. We theoretically prove and numerically verify that the implicit finite difference scheme is unconditionally stable (the explicit scheme is conditionally stable with the stability condition $\frac{τ^γ}{(Δx)^α}+\frac{τ^γ}{(Δy)^β} <C$) and 2nd order convergent in space direction, and $(2-γ)$-th order convergent in time direction, where $γ\in(0,1]$.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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