Crank-Nicolson ADI finite difference/compact difference schemes for the 3D tempered integrodifferential equation associated with Brownian motion
Crank-Nicolson ADI finite difference/compact difference schemes for the 3D tempered integrodifferential equation associated with Brownian motion
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与布朗运动相关的 3D 缓和积分微分方程的 Crank-Nicolson ADI 有限差分/紧致差分格式
DOI：
10.1007/s11075-022-01454-0
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发表时间：
2022-11
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
X. Da
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
L. Qiao;W. Qiu;X. Da
提出并分析了三维空间中一类调和分数阶积分微分方程。采用Crank-Nicolson（CN）方法和梯形卷积求积规则分别逼近时间导数项和调和分数阶积分项，空间离散采用有限差分/紧致差分方法结合相应的交替方向隐式（ADI）算法，得到了全离散CN ADI有限差分/紧致差分格式.然后，利用Toeplitz矩阵的能量变元和母函数，对两种ADI格式进行了收敛性分析。提供的数值例子证实了我们的理论估计。
This paper proposes and analyzes a tempered fractional integrodifferential equation in three-dimensional (3D) space. The Crank-Nicolson (CN) method and trapezoidal convolution quadrature rule are used to approximate the time derivative and tempered fractional integral term respectively, and finite difference/compact difference approaches combined with corresponding alternating direction implicit (ADI) algorithms are employed for spatial discretizations, which obtains the fully discrete CN ADI finite difference/compact difference schemes. Then, convergence analysis of two kinds of ADI schemes is derived via the energy argument and the generating function of Toeplitz matrices. Provided numerical examples confirm our theoretical estimates.
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2.1
作者：
LUBICH, C
通讯作者：
LUBICH, C
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1.8
作者：
Chen Hongbin;Xu Da;Cao Jiliang;Zhou Jun
通讯作者：
Zhou Jun
DOI：
10.1137/16m1094257
发表时间：
2018-01
期刊：
SIAM J. Numer. Anal.
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--
作者：
Yubin Yan;Monzorul Khan;N. Ford
通讯作者：
Yubin Yan;Monzorul Khan;N. Ford
DOI：
10.1016/j.matcom.2019.05.017
发表时间：
2019-12
期刊：
Math. Comput. Simul.
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--
作者：
W. Qiu;Hongbin Chen;Xuan Zheng
通讯作者：
W. Qiu;Hongbin Chen;Xuan Zheng
DOI：
10.1051/m2an/2014037
发表时间：
2013-10
期刊：
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作者：
Chen, Minghua;Deng, Weihua
通讯作者：
Deng, Weihua