RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Труды Института математики и механики УрО РАН // Архив

Тр. ИММ УрО РАН, 2024, том 30, номер 2, страницы 138–151 (Mi timm2089)

Асимптотическое разложение погрешности численного метода для решения супердиффузионного уравнения с функциональным запаздыванием

В. Г. Пименовa, А. Б. Ложниковb

a Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б. Н. Ельцина, г. Екатеринбург
b Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

Аннотация: Рассматривается уравнение с дробными производными Рисса по пространству с функциональным эффектом запаздывания. Производится дискретизация задачи. Приводятся конструкции аналога разностного метода Кранка — Николсон с кусочно-линейной интерполяцией и экстраполяцией продолжением, который имеет второй порядок малости относительно шагов дискретизации по времени $\Delta$ и пространству $h$. Конструируется базовый метод Кранка — Николсон с кусочно-параболической интерполяцией и экстраполяцией продолжением. Изучается порядок невязки без интерполяции базового метода. Выписываются коэффициенты разложения невязки относительно $\Delta$ и $h$. Выводится уравнение для главного члена асимптотического разложения глобальной погрешности. При определенных предположениях обосновывается законность применения процедуры экстраполяции по Ричардсону, и строится соответствующий метод. Главное из этих предположений — согласованность порядков малости $\Delta$ и $h$. Доказывается, что метод имеет порядок $O(\Delta^3+h^3)$.

Ключевые слова: дробные производные Рисса, уравнение супердиффузии, функциональное запаздывание, метод Кранка–Николсон, кусочно-параболическая интерполяция, экстраполяция продолжением, метод Ричардсона.

УДК: 519.63

MSC: 65N06, 65Q20

Поступила в редакцию: 05.04.2024
Исправленный вариант: 03.05.2024
Принята в печать: 06.05.2024

DOI: 10.21538/0134-4889-2024-30-2-138-151



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024