RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Дальневосточный математический журнал // Архив

Дальневост. матем. журн., 2021, том 21, номер 1, страницы 3–25 (Mi dvmg442)

Разностные методы решения нелокальных краевых задач для дифференциальных уравнений конвекции-диффузии дробного порядка c эффектом памяти

М. Х. Бештоковa, М. З. Худаловb

a Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦ РАН, г. Нальчик
b Северо-Осетинский государственный университет им. К. Л. Хетагурова, г. Владикавказ

Аннотация: В настоящей работе в прямоугольной области изучаются нелокальные краевые задачи для одномерных по пространству дифференциальных уравнений конвекции-диффузии дробного порядка c эффектом памяти, в которых неизвестная функция входит в дифференциальное выражение и вместе с тем фигурирует под знаком интеграла. Возникновение интегрального слагаемого в уравнении связано с необходимостью учитывать зависимость мгновенных значений характеристик описываемого объекта от их предыдущих значений, т. е. влияние на текущее состояние системы ее предыстории.
Для численного решения нелокальных краевых задач построены двухслойные монотонные разностные схемы, аппроксимирующие эти задачи на равномерной сетке. Методом энергетических неравенств выведены оценки решений задач в дифференциальной и разностной трактовках. Из полученных априорных оценок следуют единственность, а также непрерывная и равномерная зависимость решения от входных данных рассматриваемых задач и в силу линейности рассматриваемой задачи сходимость решения разностной задачи к решению соответствующей дифференциальной задачи со скоростью сходимости $O(h^2+\tau^2)$.

Ключевые слова: краевые задачи, априорная оценка, дифференциальное уравнение дробного порядка, дробная производная Капуто, уравнение конвекции-диффузии, эффект памяти.

УДК: 563.19

MSC: 35K05

Поступила в редакцию: 24.12.2020

DOI: 10.47910/FEMJ202101



© МИАН, 2024