Investigación sistemática de los métodos explícitos y dinámicamente consistentes para la ecuación de Fisher
Autores: Khayrullaev, Husniddin; Omle, Issa; Kovács, Endre
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación sistemática de los métodos explícitos y dinámicamente consistentes para la ecuación de Fisher
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Métodos numéricos
Ecuación de Fisher
Algoritmos explícitos
Estabilidad
Concentración
Errores.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Investigamos sistemáticamente el rendimiento de los métodos numéricos para resolver la ecuación de Fisher, que contiene un término de difusión lineal y un término logístico no lineal. Los algoritmos habituales de diferencias finitas explícitas son solo condicionalmente estables para esta ecuación, y pueden producir concentraciones por debajo de cero o por encima de uno, incluso si son estables. Aquí recopilamos los algoritmos estables y explícitos, la mayoría de los cuales inventamos recientemente. Todos ellos son incondicionalmente dinámicamente consistentes para la ecuación de Fisher; por lo tanto, la concentración permanece en el intervalo unitario para parámetros arbitrarios. Realizamos pruebas en los casos de sistemas 1D y 2D para explorar cómo dependen los errores del coeficiente del término no lineal, la relación de rigidez y la anisotropía del sistema. También medimos los tiempos de ejecución y recomendamos qué algoritmos se deben utilizar en circunstancias específicas.
Descripción
Investigamos sistemáticamente el rendimiento de los métodos numéricos para resolver la ecuación de Fisher, que contiene un término de difusión lineal y un término logístico no lineal. Los algoritmos habituales de diferencias finitas explícitas son solo condicionalmente estables para esta ecuación, y pueden producir concentraciones por debajo de cero o por encima de uno, incluso si son estables. Aquí recopilamos los algoritmos estables y explícitos, la mayoría de los cuales inventamos recientemente. Todos ellos son incondicionalmente dinámicamente consistentes para la ecuación de Fisher; por lo tanto, la concentración permanece en el intervalo unitario para parámetros arbitrarios. Realizamos pruebas en los casos de sistemas 1D y 2D para explorar cómo dependen los errores del coeficiente del término no lineal, la relación de rigidez y la anisotropía del sistema. También medimos los tiempos de ejecución y recomendamos qué algoritmos se deben utilizar en circunstancias específicas.