RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Сибирский журнал вычислительной математики // Архив

Сиб. журн. вычисл. матем., 2023, том 26, номер 3, страницы 263–276 (Mi sjvm843)

Метод коллокации для уравнения КдФ-Кавахары на основе тригонометрического базиса B-сплайнов пятой степени

Б. Караагацa, А. Эсенb, К. М. Оволабиc, Е. Пиндзаde

a Department of Mathematics Education, Adiyaman University, Adiyaman, Turkey
b Department of Mathematics, Inonu University, Malatya, Turkey
c Department of Mathematical Sciences, Federal University of Technology Akure, PMB 704, Akure, Ondo State, Nigeri
d Department of Mathematics and Applied Mathematics University of Pretoria, Pretoria 002, South Africa
e Department of Mathematics and Statistics, Tshwane University of Technology, Pretoria West, Pretoria 0183, South Africa

Аннотация: В данной работе рассматривается эффективный численный метод — метод коллокации — для получения численных решений уравнения КдФ-Кавахары. Численный метод основан на конечно-элементной формулировке и сплайн-интерполяции на основе тригонометрического базиса B-сплайнов пятой степени. Сначала уравнение КдФ-Кавахары распадается на связанное уравнение с использованием вспомогательной переменной вида $v=u_{xxx}$. Затем метод коллокации применяется к связанному уравнению вместе с разностью вперед и формулой Кранка-Николсона. Благодаря этому мы получаем систему алгебраических уравнений в терминах переменных времени и на основе тригонометрического базиса B-сплайнов пятой степени. Для определения ошибки между численным и точным решениями вычисляются нормы ошибки $L_2$ и $L_\infty$. Результаты иллюстрируются на двух численных примерах с их графическим представлением и сравнением с другими методами.

Ключевые слова: уравнение КдФ-Кавахары, метод коллокации, тригонометрический базис B-сплайнов пятой степени, устойчивость.

MSC: 65L60, 37N30, 37M05, 35C08, 41A15

Статья поступила: 04.11.2022
Переработанный вариант: 02.03.2023

DOI: 10.15372/SJNM20230303



© МИАН, 2024