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Solución de sistemas acoplados de ecuaciones de reacción-difusión utilizando métodos numéricos explícitos con propiedades de estabilidad excepcionales

Autores: Khayrullaev, Husniddin; Zain, Andicha; Kovács, Endre

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Solución de sistemas acoplados de ecuaciones de reacción-difusión utilizando métodos numéricos explícitos con propiedades de estabilidad excepcionales


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Soluciones
Funciones de Kummer
Esquemas numéricos
Términos de reacción
Intervalo de tiempo
Coeficientes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 40

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Recientemente, se han encontrado nuevas y no triviales soluciones analíticas que contienen las funciones de Kummer para un sistema de ecuaciones de difusión-reacción. Las ecuaciones están acopladas por dos tipos diferentes de términos de reacción lineales que tienen dependencia explícita del tiempo. Primero, realizamos algunas correcciones a estas soluciones en el caso de dos términos de reacción diferentes. Luego, recopilamos ocho esquemas numéricos explícitos eficientes que son incondicionalmente estables si faltan los términos de reacción, y los aplicamos al sistema de ecuaciones. Mostramos que superan significativamente a los métodos explícitos estándar cuando se requiere una precisión baja o media. Utilizando barridos de parámetros, investigamos a fondo cómo depende el rendimiento de los métodos de los coeficientes y parámetros como la longitud del intervalo de tiempo examinado. Obtuvimos que, de manera similar al caso de una sola ecuación, el método leapfrog-hopscotch suele ser el más eficiente para resolver estos problemas.

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