An initial-boundary value problem with a Caputo time derivative of fractional order $\alpha\in(0,1)$ is considered, solutions of which typically exhibit a singular behaviour at an initial time. For this problem, we give a simple and general numerical-stability analysis using barrier functions, which yields sharp pointwise-in-time error bounds on quasi-graded temporal meshes with arbitrary degree of grading. L1-type and Alikhanov-type discretization in time are considered. In particular, those results imply that milder (compared to the optimal) grading yields optimal convergence rates in positive time. Semi-discretizations in time and full discretizations are addressed. The theoretical findings are illustrated by numerical experiments.


翻译:考虑一个具有分数阶$\alpha\in(0,1)$的Caputo时间导数的初边值问题,这类问题的解通常在初始时刻表现出奇异行为。针对该问题,我们采用屏障函数给出了一种简单且通用的数值稳定性分析,该方法在具有任意分级程度的拟分级时间网格上得到了尖锐的逐时点误差界。研究考虑了L1型离散格式和Alikhanov型时间离散格式。特别地,这些结果表明,相较于最优分级,采用较温和的分级方式能在正时间区域获得最优收敛速率。本文还讨论了时间半离散化和全离散化情形。理论发现通过数值实验进行了验证。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
16+阅读 · 2021年10月4日
专知会员服务
50+阅读 · 2021年6月2日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 基于开放世界的知识图谱补全
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年7月3日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年2月12日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
相关资讯
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | 基于开放世界的知识图谱补全
开放知识图谱
11+阅读 · 2018年7月3日
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员