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一种用于具有卡普图托-帕布拉卡尔导数的时间分数 Burgers 方程的高效数值方案

数值分析 2025-08-29 v2 数值分析

摘要

本文提出一种数值方法来求解时间分数 Burgers 方程,实现时间上 (2α)(2-\alpha) 的收敛阶,其中 α\alpha 表示时间导数的阶数。分数导数由卡普图托-帕布拉卡尔 (Caputo-Prabhakar, CP) 公式建模,其内核由具有三个参数的米氏-莱夫函数定义。离散化导数时采用有限差分方法。为处理非线性项,采用牛顿迭代方法。证明所提出的数值方案在 LL_{\infty} 范数下稳定且收敛。理论的有效性通过两个数值例子得到支持。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.20192,
  title  = {An Efficient Numerical Scheme for a Time-Fractional Burgers Equation with Caputo-Prabhakar Derivative},
  author = {Deeksha Singh and Swati Yadav and Rajesh K. Pandey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.20192},
  year   = {2025}
}