贵州师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.42Issue(2) :100-105,111.DOI:10.16614/j.gznuj.zrb.2024.02.011

基于L2-1σ格式逼近时间分数阶扩散方程的差分方法及其收敛性分析

Difference method and its convergence analysis for time-fractional diffusion equation based on L2-1σ scheme

姜楠楠 周晓军
贵州师范大学学报(自然科学版)2024,Vol.42Issue(2) :100-105,111.DOI:10.16614/j.gznuj.zrb.2024.02.011

基于L2-1σ格式逼近时间分数阶扩散方程的差分方法及其收敛性分析

Difference method and its convergence analysis for time-fractional diffusion equation based on L2-1σ scheme

姜楠楠 1周晓军1
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作者信息

  • 1. 贵州师范大学数学科学学院,贵州贵阳 550025
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摘要

针对时间分数阶扩散方程,在时间方向上结合L2-1σ格式,空间上采用二阶中心差分方法进行离散,并对离散格式进行了收敛性和稳定性分析,离散格式和分析方法可以很容易推广到空间高维情形.最后,通过数值算例对I2-1σ格式和L1格式进行了误差和收敛阶的对比,显示出L2-1σ格式在时间分数阶导数逼近上的优势.

Abstract

The time fractional diffusion equation is combined with the L2-1σ scheme in the time direc-tion,and the second order central difference method is used to discretization in space.The convergence and stability of the discretization scheme are analyzed.The discretization scheme and the analysis meth-od can be easily extended to the case of high dimensional space.Finally,a numerical example is given to compare the error and convergence order of the L2-1σ scheme and the L1 scheme,which shows the superiority of the L2-1σ scheme in time fractional derivative approximation.

关键词

时间分数阶扩散方程/收敛阶/差分格式

Key words

time fractional diffusion equation/convergence order/difference scheme

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(12061023)

出版年

2024
贵州师范大学学报(自然科学版)
贵州师范大学

贵州师范大学学报(自然科学版)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.41
ISSN:1004-5570
参考文献量14
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