Un enfoque de b-polinomios para soluciones aproximadas de edes con múltiples condiciones iniciales
Autores: Bhatti, Muhammad I.; Rahman, Md. Habibur
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Un enfoque de b-polinomios para soluciones aproximadas de edes con múltiples condiciones iniciales
Categoría
Matemáticas
Subcategoría
Análisis matemático
Palabras clave
Enfoque polinómico de novela
Soluciones de EDP
Condiciones de contorno
Ecuaciones algebraicas
Coeficientes de expansión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, presentamos un novedoso Enfoque de Polinomios B para aproximar soluciones a ecuaciones diferenciales parciales (EDPs), abordando las múltiples condiciones iniciales. Nuestro método se destaca por utilizar polinomios de Bernstein bidimensionales (B-polinomios) junto con sus matrices operacionales para gestionar eficazmente la complejidad asociada con las EDPs. Este enfoque no solo mejora la precisión de las soluciones, sino que también proporciona un marco estructurado para abordar varias condiciones de contorno. La EDP se transforma en un sistema de ecuaciones algebraicas, que luego se resuelven para aproximar la solución de la EDP. El proceso se divide en dos pasos principales: primero, la EDP se integra para incorporar todas las condiciones iniciales y de contorno. Segundo, expresamos la solución aproximada utilizando B-polinomios y determinamos los coeficientes de expansión desconocidos a través del método de elementos finitos de Galerkin. La precisión de la solución se evalúa ajustando el número de B-polinomios utilizados en la expansión. El error absoluto se estima comparando las soluciones exactas y seminuméricas. Aplicamos este método a varios ejemplos, presentando resultados en tablas y visualizándolos con gráficos. El enfoque demuestra una precisión mejorada a medida que aumenta el número de B-polinomios, con el tiempo de CPU aumentando linealmente. Además, comparamos nuestros resultados con otros métodos, resaltando que nuestro enfoque es tanto simple como efectivo para resolver EDPs multidimensionales impuestas con múltiples condiciones iniciales y de contorno.
Descripción
En este artículo, presentamos un novedoso Enfoque de Polinomios B para aproximar soluciones a ecuaciones diferenciales parciales (EDPs), abordando las múltiples condiciones iniciales. Nuestro método se destaca por utilizar polinomios de Bernstein bidimensionales (B-polinomios) junto con sus matrices operacionales para gestionar eficazmente la complejidad asociada con las EDPs. Este enfoque no solo mejora la precisión de las soluciones, sino que también proporciona un marco estructurado para abordar varias condiciones de contorno. La EDP se transforma en un sistema de ecuaciones algebraicas, que luego se resuelven para aproximar la solución de la EDP. El proceso se divide en dos pasos principales: primero, la EDP se integra para incorporar todas las condiciones iniciales y de contorno. Segundo, expresamos la solución aproximada utilizando B-polinomios y determinamos los coeficientes de expansión desconocidos a través del método de elementos finitos de Galerkin. La precisión de la solución se evalúa ajustando el número de B-polinomios utilizados en la expansión. El error absoluto se estima comparando las soluciones exactas y seminuméricas. Aplicamos este método a varios ejemplos, presentando resultados en tablas y visualizándolos con gráficos. El enfoque demuestra una precisión mejorada a medida que aumenta el número de B-polinomios, con el tiempo de CPU aumentando linealmente. Además, comparamos nuestros resultados con otros métodos, resaltando que nuestro enfoque es tanto simple como efectivo para resolver EDPs multidimensionales impuestas con múltiples condiciones iniciales y de contorno.