Construcción de matrices de diferenciación pseudoespectral fraccional con aplicaciones
Autores: Li, Wenbin; Ma, Hongjun; Zhao, Tinggang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Construcción de matrices de diferenciación pseudoespectral fraccional con aplicaciones
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Matrices de diferenciación
Método de colocación espectral
Diferenciación fraccional
Polinomios ortogonales de Jacobi
Riemann-Liouville
Caputo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
Las matrices de diferenciación son una herramienta importante en la implementación del método de colocación espectral para resolver varios tipos de problemas que involucran operadores diferenciales. La diferenciación fraccional de polinomios ortogonales de Jacobi puede expresarse explícitamente a través de transformaciones de Jacobi-Jacobi entre dos índices. En el presente documento, se presenta un algoritmo para construir una matriz de diferenciación fraccional con una representación matricial para las derivadas de Riemann-Liouville, Caputo y Riesz, lo que hace que el cálculo sea estable y eficiente. Se presentan aplicaciones de la matriz de diferenciación fraccional con el método de colocación espectral a varios problemas, incluidos problemas de autovalores fraccionarios y ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales fraccionarias, para mostrar la efectividad del método presentado.
Descripción
Las matrices de diferenciación son una herramienta importante en la implementación del método de colocación espectral para resolver varios tipos de problemas que involucran operadores diferenciales. La diferenciación fraccional de polinomios ortogonales de Jacobi puede expresarse explícitamente a través de transformaciones de Jacobi-Jacobi entre dos índices. En el presente documento, se presenta un algoritmo para construir una matriz de diferenciación fraccional con una representación matricial para las derivadas de Riemann-Liouville, Caputo y Riesz, lo que hace que el cálculo sea estable y eficiente. Se presentan aplicaciones de la matriz de diferenciación fraccional con el método de colocación espectral a varios problemas, incluidos problemas de autovalores fraccionarios y ecuaciones diferenciales ordinarias y parciales fraccionarias, para mostrar la efectividad del método presentado.