In this article, two kinds of numerical algorithms are derived for the ultra-slow (or superslow) diffusion equation in one and two space dimensions, where the ultra-slow diffusion is characterized by the Caputo-Hadamard fractional derivative of order $\alpha \in (0,1)$. To describe the spatial interaction, the Riesz fractional derivative and the fractional Laplacian are used in one and two space dimensions, respectively. The Caputo-Hadamard derivative is discretized by two typical approximate formulae, i.e., L2-1$_{\sigma}$ and L1-2 methods. The spatial fractional derivatives are discretized by the 2-nd order finite difference methods. When L2-1$_{\sigma}$ discretization is used, the derived numerical scheme is unconditionally stable with error estimate $\mathcal{O}(\tau^{2}+h^{2})$ for all $\alpha \in (0, 1)$, in which $\tau$ and $h$ are temporal and spatial stepsizes, respectively. When L1-2 discretization is used, the derived numerical scheme is stable with error estimate $\mathcal{O}(\tau^{3-\alpha}+h^{2})$ for $\alpha \in (0, 0.3738)$. The illustrative examples displayed are in line with the theoretical analysis.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
253+阅读 · 2020年4月19日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24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
5+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
253+阅读 · 2020年4月19日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
相关基金
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
5+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员