Научная статья на тему 'Разностные схемы повышенного порядка аппроксимации для уравнения Аллера дробного порядка'

Разностные схемы повышенного порядка аппроксимации для уравнения Аллера дробного порядка Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
117
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПРОИЗВОДНАЯ ДРОБНОГО ПОРЯДКА / УСТОЙЧИВОСТЬ И СХОДИМОСТЬ РАЗНОСТНЫХ СХЕМ / УРАВНЕНИЕ АЛЛЕРА ДРОБНОГО ПОРЯДКА / FRACTIONAL DERIVATIVE / STABILITY AND CONVERGENCE / FRACTIONAL HALLER EQUATION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Карова Ф.А.

В работе построены разностные схемы повышенного порядка аппроксимации для обобщенного уравнения Аллера дробного порядка, а также получены априорные оценки решений разностных задач, из которых следует устойчивость и сходимость построенных разностных схем.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

NUMERICAL SOLUTION FOR FRACTIONAL HALLER EQUATION

Solution of boundary value problems for the Haller equation in differential and difference settings are studied. By the method energy inequalities, a priori estimates are obtained for the solution of the differential problems.

Текст научной работы на тему «Разностные схемы повышенного порядка аппроксимации для уравнения Аллера дробного порядка»

Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. № 4(24). C. 166-177. ISSN 2079-6641

DOI: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-166-177

УДК 519.633

РАЗНОСТНЫЕ СХЕМЫ ПОВЫШЕННОГО ПОРЯДКА АППРОКСИМАЦИИ ДЛЯ УРАВНЕНИЯ АЛЛЕРА ДРОБНОГО ПОРЯДКА

Ф.А. Карова

Институт прикладной математики и автоматизации КБНЦРАН, 683032, г. Нальчик, ул. Шортанова, 89 А E-mail: karova.fatimat@mail.ru

В работе построены разностные схемы повышенного порядка аппроксимации для обобщенного уравнения Аллера дробного порядка, а также получены априорные оценки решений разностных задач, из которых следует устойчивость и сходимость построенных разностных схем.

Ключевые слова: производная дробного порядка, устойчивость и сходимость разностных схем, уравнение Аллера дробного порядка.

© Карова Ф. А., 2018

MSC 34A08

NUMERICAL SOLUTION FOR FRACTIONAL HALLER EQUATION

F. A. Karova

Institute of applied mathematics and automation KBSC RAS, 683031, Nalchik, Shortanova st., 89 A, Russia E-mail: karova.fatimat@mail.ru

Solution of boundary value problems for the Haller equation in differential and difference settings are studied. By the method energy inequalities, a priori estimates are obtained for the solution of the differential problems.

Key words: fractional derivative, stability and convergence, fractional Haller equation.

© Karova F. A., 2018

Введение

В последнее время наблюдается значительный рост исследования математических моделей, описываемых дифференциальными уравнениями дробного порядка. Это связано с тем, что применение дробного исчисления позволяет более точно описать многие процессы в нефтяной промышленности, химии, геофизики и многих других областях.

Например, перенос, описываемый оператором с дробными производными на больших расстояниях от источника, приводит к совершенно иному поведению относительно малых концентраций по сравнению с классической диффузией [1], [2].

В настоящее время существует множество методов решения математических моделей с дробными производными. Одним из аналитических методов является метод преобразования Фурье. В работах [1]-[3] предложены алгоритмы численного решения уравнения диффузии с дробными производными как по пространственной, так и по временной переменной, основанные на методах быстрого преобразования Фурье и на конечных разностях. Для численного решения краевых задач для дифференциального уравнения дробного порядка с переменными коэффициентами применяется метод конечных разностей, предложенный в работах [4]-[6]. В работе [4] были построены разностные схемы для решения краевых задач уравнения диффузии дробного порядка. Для этих задач методом энергетических неравенств были получены априорные оценки, из которых следует единственностьь и устойчивость построенных схем. В работе [5] был получен разностный аналог дробной производной Капуто повышенного порядка аппроксимации. Были изучены основные свойства этого оператора, построены безусловно устойчивые разностные схемы с порядком сходимости 0(т2 + к4) и доказана их сходимость в пространстве Ь2. В работе [6] было исследовано семейство разностных схем, аппроксимирующих краевые задачи для уравнения диффузии дробного порядка с переменными коэффициентами, и получены достаточные условия устойчивости построенных разностных схем.

В работе [7] для обобщенного уравнения Аллера дробного порядка была построена безусловно устойчивая разностная схема с порядком сходимости 0(т + к2) в пространстве Ь,2. Разностная схема с порядком аппроксимации 0(т+к4) для нелинейного обобщенного уравнения Аллера дробного порядка была построена и исследована в работе [8].

Первая краевая задача

В прямоугольнике QT = {(х,г) : 0 < х < 1,0 < г < Т} рассмотрим задачу

= дх {к(х г) !х) + д0аг дх (п^ г) !х) - ^г)и +1 г^ (1)

и(0,г) = 0, и(1,г) = 0, 0 < г < Т, (2)

и(х,0) = и0(х), 0 < х < I, (3)

t

где д0"и(х,г) = и5(х,s)(г — s) - дробная производная Капуто порядка а,

( ; 0 _ 0 < а < 1, 0 < с1 < к(х,г), п(х,г) < с2, пг(х,г) > 0, д(х,г) > 0 всюду на QT.

В дальнейшем будем предполагать существование решения и(х,г) е С2,1 (От) задачи (1)—(3), где Ст,п (От) - класс функций, непрерывных вместе со своими частными производными порядка т по х и порядка п по г на (О,т) •

Лемма 1 [4]. Для любой абсолютно непрерывной на [0,Т] функции у(г) справедливо неравенство

)д&(?) > 2д0>2(г), 0 < а < 1.

В дальнейшем будем использовать следующие обозначения

I

2/2 2 2 2 \и\\о = и (Х,!t)dx, llulw21(0Z) = \\u\\o + \\uxIl2,

0

D0-au(x, t) = Г—j(t - T)a-1u(x, T)dT

0

- дробный интеграл Римана - Лиувилля порядка а.

Теорема 1. Если k(x,t) е C1,0 (QT), n(x,t) e C1'1 (QT),q(x,t), f (x,t) e C (QT), 0 < ci < k(x,t), n(x,t) < c2, nt(x,t) > 0, то для решения u(x,t) задачи (1)-(3) справедлива априорная оценка

l|u|W2i(0,/) + Dota l|ux||0 < M (d0«||f ||2 + ||U0||W21(0,/)) , (4)

где M > 0 - известная постоянная, не зависящая от T.

Доказательство. Умножим уравнение (1) на u и проинтегрируем по переменной x от 0 до l:

ill ii

2

J ид^ийх — j u(kux)xdx — ^ ид0Ц (п их)х(х + J ди2 (х = J ufdx. (5)

0 0 0 0 0

Преобразуем слагаемые, входящие в тождество (5):

I I

— !и(ких)х(х = Jки°(х > с1|их^2, (6)

00

I

< £||и||2 + II f ||0, £ > 0. (7)

0

В силу леммы 1 получим

I I

I ид£и(х > 1 у д0аи2(х = 2 д0а || и По, (8)

00

l l 1 Г 1

"Уид£(nUx)xdx = Jих(nUx)dx > -^-^(nux)2dx. (9)

ux)xdx = I ux^0t ('/ ux)dx l n^Ot (nux)2'

0 0 0

Из тождества (5) с учетом (6)-(9) приходим к неравенству

/

11 ||и||2 + 2С1||их 112 + / -да(пих)2^х < 2е||мМ0 + ^ IIГ112. (10)

0

Из (10), в силу неравенства ||и< у 11их10, при £ = |г получим

/ о

Г 1 /2

3*||и||2 + С111их10 + / 1 да(пих)2йх < —1|/1|2. (11)

Применив к обеим частям неравенства (11) оператор дробного интегрирования а, получим неравенство

1 о

I2

1l2

НЮ + ciD0« Huxllo2 + J D_a - dOa (n ux)2dx < 2l^D0« || f ||2 + ||uo(x)|§. (12)

П "2ci

o

Оценим выражение а , где V = (пих)2,

ds- i! « (n u.x)2l = 1 /• d T 'V'(I)dI

№ ( ^л™ у Г( „)Г(1_„w n(x,T)(t_т)1 -« у (т-I)«

t t 1 V(I )d^ dT

Г( а)Г(1- a)J * J n(x, T)(t- т)1-«(т-I)« 2 I

t 1

1 V(i )d^ de

Г( а)Г(1- a)J * J n(x,I + в(t-I))(1 -0)1-«в«

0 0

1

1 f d0 it ;v(|)

Г(а)Г(1-а) n(x, I + в(t-I))(1-в)1-ава 10

o

t 1 1 f (П д [ dв

Г( а)Г(1 - a)J V(I)Щ] n(x, I + в(t _ I))(1 _ в)1-ава 1 > 0 0

1

1 v(t) 1 1 ? d в

> Г( а)Г(1 - а) n(x,t) ( а, _ а) _ Г( а)Г(1 - а)V( 4 n(x, вt)(1 - в)1- ава >

> _ VM) = ^ _ Clux2(x, 0). (13)

> Vn(x,t) C2 У 1 x C1 xV

Проинтегрировав неравенство (13) по х от 0 до I и подставив в (12), приходим к априорной оценке (4).

Из априорной оценки (4) следует единственность и непрерывная зависимость решения задачи (1)-(3) от входных данных.

Третья краевая задача

В задаче (1)-(3) заменим условия (2) условиями

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

'k(0, t)ux(0, t) + даn (0, t)ux(0, t) = 01 (t)u(0, t) - Ml (t), - (k(l, t)ux(l, t) + d0gn (l, t)ux(l, t))= 02 (t)u(l, t) - M2(t), 0 < t < T. ( )

В прямоугольнике Qt рассмотрим третью краевую задачу (1), (3), (14).

Теорема 2. Если k(x, t) е C1,0 (QT), n (x, t) e C1'1 (QT), q(x, t), f (x, t)e C (QT), 0 < c1 < k(x, t), n (x, t) < c2, nt(x, t) > 0 и pi(t) > 00 > 0, i = 1,2, то для решения u(x, t) задачи (1), (3), (14) справедлива априорная оценка

l|u|lW21(0,l) + Dota (\\uxII2 + u2(l,t) + u2(0,t)) < < м(р-а(M2(t) + )+ II f |0)+ I|u0|lW21(0,l)) , (15)

где M > 0 - известная постоянная.

Доказательство. Умножим уравнение (1) на u и проинтегрируем по переменной x от 0 до l:

l l l l

I шЯшЬ -j (u(kux)x + ag(n u )x)udx +1 qu2dx = J ufdx (16)

0 0 0 0 Преобразуем слагаемые, входящие в тождество (16):

l

- j (u(kux)x + ag(nux)x) udx = 02(t)u2(l, t) - M2(t)u(l, t) + 01 (t)u2(0, t)-0

0

В силу леммы 1 получим

I I

-ßi(t )u(0, t) + J ku^dx + J d®t (n ux)uxdx, (17)

0 0

i

Jufdx < e||uMo + II f llo, e > 0. (18)

i i

[ud&udx > - j d0tu2dx = odo^ ||uMo. (19)

0

С учетом (17)-(19) тождество (16) примет вид

i

1 Iii

2dot ll"lo + cilMü + 2J (n"x)2dx + 02(t)"2(l, t)+

0

+ei(t)u2(0,t) < e||u|2 + llf llo + Mi(t)u(0,t) + M2(t)u(l,t). (20)

Используя неравенства

№(< )«(о, <) < £ «2(0, <) + ¿й2(<),

Д2(?)и(1,t) < £М2(/,?) + ),

II и п2 < 12Ы0+1 ("2(о, 0 + и2(/, 0),

из (20) при ) > в0 > 0 следует

I

г2м|„ ■■ 2 , 1 I' \2.

i i ri

2даllulO + (ci - ei°)lM2 + ^ (Пux)2dx+

0

+ (во - e (l + 1))(u2(1, t ) + u2(0, t )) < ^ (rf(t ) + ^2(t ) + Il f le2). (21)

При e = X неравенство (21) примет вид

i

doa ||u|0 + Y (lk llo + u2(l, t) + u2(0, t)) + / - dot (n Ux)2dx+ <

0n

< | (^)+^) + II /112), (22)

где у = тгп{с,,в0}, 5 = тах{/2,1 + 1} .

Применив к обеим частям неравенства (22) оператор дробного интегрирования D0гa, получим априорную оценку (15).

Разностные схемы для первой краевой задачи. Устойчивость и сходимость

Все дальнейшие рассуждения проведем для случая п(х,^) = П(х). В прямоугольнике Qт введем сетку ю^т = Юй х , где

= {х = гй, г = 0,1,...,N, = I},

Ют = {о = ут, у = 0,1,..., 70, т70 = Т} . Задаче (1)-(3) поставим в соответствие разностную схему:

А0а^У = Л^Ч А0«г.+аЛ2У + ф, 1 < г < N - 1, 1 < у < у - 1, (23)

y(0, t) = 0, y(l, t)= 0, 0 < t < T, (24)

y(x, 0) = u0(x), 0 < x < l, (25)

где о = 1 — а, 9 = / {х1, , оУ = г(2—а) Е С—7^ - разностный аналог повы-

- г/ ГсП ( а ,о) ( а ,о) . А

шенного порядка аппроксимации производной Капуто [5], с0 = % при ] = 0.

При ] > 1,

a0

0«,о) + b(a°), s = 0,

cSа> = { aSао) + b{+°] - b\ао}, 1 < s < j - 1,

(а о) b( а о) s = . aj - bj , s = j,

a{0a] = о1- а, a(а] = (l + о)1- а - (l - 1 + а)1-а,

ь(а,о^ -1- [(I + о)2—« — (I — 1 + о)2—«] —

2 — а

— - [(1 + о)1—а + (1 — 1 + о)1—а], I > 1, Л1У = (аух)х, а, = к (х,—1/2, г+о),

Л-У =(ЬУх)х , Ь, = П (х,—1/?) , у(о )= о у]+1 + (1 — о )у].

Погрешность аппроксимации разностной схемы (23)-(25) имеет порядок О (т2 + к? (см. [5]).

Лемма 2 [5]. Для любой функции у(г), определенной в сетке й>т, справедливы неравенства

у(оК+.У > 1 А0«,+о(у2).

Теорема 3. Разностная схема (23)-(25) безусловно устойчива и для ее решения справедлива априорная оценка

1] 112 < 11У°11? + /2Г "7 — °° 1ИЮ, (26)

4С1 0<]<]0

где

1|у||? = ||у||? + \\^Ьух]\20, ||у|§ = (у, у), ||у]|§ = (у, у],

N —1 N

(у, V) = Е (у, V] = Е у^к

1=1 1=1

Доказательство. Умножим уравнение (23) скалярно на у(о):

(] у, у(о)) = (Л1у(о), у(о)) + (] Л?у, у(о)) + (9, у(о)). (27)

Преобразуем слагаемые, входящие в тождество (27):

-(Л^,У(ст)) = (а,ух2] > С1|ух]|2 > (28)

где к = 221,

|(Ф,е)|02 + ^^||Ф 112, с > 0. (29)

На основании леммы 2 получим

(AoV,y,^)) > 1 ||y||0,

■+1 с(.а'в)

Введем обозначение = т«г-5-а), тогда неравенство (33) примет вид

■1НУ+1Н2 < I&+1 -*Й)||/||2+^0+1ПУ0П2+2К!!фу'+1м§- (34)

5=1

Учитывая неравенство £°+1 > 2Т «г1(1-«) > 0 [5], получим

(30)

-(А£я„(Ьух)х,= (А^,(Ьух),уГ}] = (ь,уГ)А«г.+стух] >

> 2 (Ь, А0%+Стух2] = 2а«.+ст м ^ъух]|2. (31)

Из тождества (27), с учетом (28)-(31), приходим к неравенству

||у||°+к||у(ст)м0+^А«^ н^Ьу*]^ < £ Н^НО+Мф 112. (32)

При £ = к > 0 получим

А0°и МуМ2 < 2К Мф М2. (33)

'1||У+1||2 < I&+1 -*Й)|И2+^0+1 (ну°М2 + таг(* а)Иф'+Ю) . (35)

5=1 V К /

Введем обозначение

.. 0||2 Т аГ(1 - а) .. '||2 Е = ||у°||? +-(-^ ти ||ф'м°,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

К °</</о

тогда неравенство (35) примет вид

¿ГНу^Н? < I(¿+1 -*Й)||у12+^0+1Е. (36)

5=1

Очевидно, что из (36) при 7 = 0 следует априорная оценка (26). Методом математической индукции докажем, что (26) справедливо и при ' = 1,2,.... Для этого допустим, что априорная оценка (26) имеет место для всех ' = 0,1,..., к - 1:

11У'+11? < Е, у = 0,1,...,к- 1. 173

Из (36) при j = к получим

к

^к+1пук+1п? < е (8к+—¿+;)||у1?+^0+1е < '=1

< Е (8к+ — 8к+1)Е + 80+1Е = ^Е. (37)

'=1

Теорема 3 доказана.

Из априорной оценки (26) следует устойчивость разностной схемы (23)-(25).

Здесь результаты получены для однородных граничных условий и(0,г) = 0, и(1,г) = 0. В случае неоднородных граничных условий и(0,г) = Д1(г), и(1,г) = Д2(г), граничные условия разностной задачи будут иметь вид:

у(0, г ) = !и(г), у(1, г )= ¡1?(г). (38)

Сходимость разностной схемы (23), (25), (38) следует из априорной оценки (26). Действительно, введем обозначение у = г+ и. Тогда г = у — и является решением следующей задачи:

Ло0^г = Л1г(о} + А0«.+оЛ?г + 1 < , < N — 1, 1 < ] < ]0 — 1, (39)

г(0, г ) = 0, г(1, г ) = 0, ] = 0,..., ]0, (40)

г(х, 0) = 0, I = 0,..., N, (41)

где ^ = Л1уо + А«.+оЛ?у — А«.+оу + 9 = О(т2 + к2).

Решение задачи (39)-(41)удовлетворяет оценке (26), следовательно, решение разностной схемы (23), (25), (38) сходится к решению соответственной разностной задачи с порядком О(т? + к2).

Разностные схемы для третьей краевой задачи. Устойчивость и сходимость

Для дифференциальной задачи (1), (3), (14) построим разностную схему:

] у = Л1уо + ] Л? у + Ф, , = 0,1,..., N, (42)

где

y(x, 0) = U0(x), (43)

f 2 -

h (a1yx,0 - ß1(tj+o)У0), i = 0,

Л1У = <J (ayx)x, i = 1,..., N - 1, 2 h

- 2 {aNyX)N + /-2 (tj+о )yN), i = N,

2

7&1 yx,0, i = 0, h

Л2У ={(byx)x, i = 1,..., N - 1, 2

- 7 bNyx,N, i = N, h

где

2

h Д1 (tj+^),

Ф =

i = 0,

9, i = 1,...,N - 1, 2

7Д2 (tj+ст), i = N,

h

hh ß1(tj+CT) = ßi(tj+a) + 2 q(0, t), ß2(tj+CT) = ß2(tj+CT) + 2 q(N, t),

hh

A1 (tj+ст) = V1(tj+CT) + 2 f (0, t), Д2 (tj+ст) = ßl(tj+a) + 2 f (N, t).

Теорема 4. Разностная схема (42)-(43) абсолютно устойчива и для ее решения справедлива априорная оценка

|[у]+1]|2 < |[у0]|1 + Т аГ(1 — а) (И^й + Д- + А?2), (44)

Y

где

II? = I[y]l2 + ||Vbyx]ß, |[y]|0 = [у,у], 11у]10 = (y,y],

N-1

L

i=1

[y, v]= L yiVih +1 y0v0h +1 yNVNh, (y, v] = L yiVih.

N LN

i=1

Доказательство. Умножим уравнение (42) скалярно на y(CT):

AU y, ]

Л1УСТ, у(ст)'

А,

'0tj+a Л2 У, У

(CT)

9, У

(CT)

Преобразуем слагаемые, входящие в тождество (45):

Л1уст, у(ст)] = в] )у0 + Р?(г]+о + Цоу?%?,

|(9,у(ст))1 < е||у(ст)N0 + ^||91|? + А1У0 + А2УN, £ > 0. На основании леммы 2 получим

А«^Л?у,уИ = >,А],Ъу,] = (Ъ,у{°)А-{.+ау,] >

> 1 (b, Aotj+ст У2] = 1 Aotj.+CT IlVbyx ]|0,

(45)

(46)

(47)

(48)

A0°L„y,У(ст} A« |[y]|2. (49)

1

2 U'j+CT

С учетом (46)-(49) тождество (45) примет вид:

^Ao« |[y]|2 + H^>]|0 + 1 ||Vbyx]|2 + во(у2 + yN) <

'ij+fflL-'J 12 ' II SX JI2 ' 2 Oij+ffl

< С(|y(ff)l0 + У2 + yN) + ¿(л^2 + Aif + ||ф||2). (50)

Пользуясь известным неравенством ||y|о < l2Nyjc] 10 +l(у2 + yN), из (50) получим

AoV I [y] I2 + 2(a - Сl2) НуХ")] |2 + 2 (во - 2g (l + 1)) (y0 + yN) <

g

< -(Äii2 + A22 + ||Ф||0). (51)

При С = 2g > 2 неравенство (51) примет вид

AoV I [y] 12 < Y (Я + Ä^22 + ||ф ||0), (52)

где у = m/n (а, в0}, g = maxjl + 1, l2}.

Дальнейшее доказательство аналогично изложенному выше для теоремы 3.

Численные результаты

Численные рассчеты проведены для тестового примера, когда функция

u(x) = sin(nx) (t3 + 3t2 + 1)

является решением задачи (23)-(25) с коэффициентами k(x,t) = 2 — sinnx, n (x) = 2 — cosx .

В таблицах 1 и 2 приводятся значения погрешностей и порядок сходимости в нормах || ■ ||о и || ■ ^ для разностной схемы при а = 2.1,2.5 и 0.9 соответственно.

(®йт )

Порядок сходимости вычисляется по формуле log й —.

Л e2

Й2

Таблица 1.

h =1/1200

а т max ||zn||0 0<j< J2 CR in || ■ ||0 ||z||c(aйт) CR in || ■ |С(0йт)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

0.1 1/20 2,6592e-4 3,7811e-4

1/40 6,6029e-5 2,009 9,3880e-5 2,009

1/80 1,4843e-5 2,153 2,1125e-5 2,152

0.5 1/20 1,1037e-3 1,5687e-3

1/40 2,7842e-4 1,987 3,9565e-4 1,987

1/80 6,8303e-5 2,027 9,7072e-5 2,027

0.9 1/20 1,6664e-3 2,3661e-3

1/40 4,1485e-4 2,006 5,8906e-3 2,006

1/80 1,0169e-4 2,028 1,4442e-4 2,028

Таблица 2.

h2 = т2

a h max H^llo o< j< jo CR in || ■ ||0 ||z||C(fflhT ) CR in ! ■ ||C(fflhT)

0.1 1/20 6,0943e-3 5,7482e-3

1/40 1,5227e-3 2,000 2,1448e-3 2,000

1/80 3,8061e-4 2,000 5,3650e-4 2,000

0.5 1/20 6,1667e-3 8,6840e-3

1/40 1,5411e-3 2,000 2,1703e-3 2,000

1/80 3,8525e-4 2,000 5,4254e-4 2,000

0.9 1/20 6,2423e-3 8,7905e-3

1/40 1,5603e-3 2,000 2,1973e-3 2,000

1/80 3,9006e-4 2,000 5,4930e-4 2,000

Список литературы

[1] Головизнин В. М., Киселев В. П., Короткин И. А., Поероинт IBRAE, 2003, №12. [Goloviznin V. M., Kiselev V. P., Korotkin I. A., Poeroint IBRAE, 2003, № 12].

[2] Головизнин В. М., Киселев В. П., Короткин И. А., Юрков Ю. И., "Прямые задачи неклассического переноса радионуклидов в геологических формациях", Изв. РАН. Энергетика, 2004, №4, 121-130. [Goloviznin V. M., Kiselev V. P., Korotkin I. A., YUrkov YU. I., "Pryamye zadachi neklassicheskogo perenosa radionuklidov v geologicheskih formaciyah", Izv. RAN. EHnergetika., 2004, №4, 121-130].

[3] Головизнин В. М., Короткин И. А., "Методы численного решения некоторых одномерных уравнений с дробными производными", Дифференц. ур-ния., 42:7 (2006), 907-913. [Goloviznin V. M., Korotkin I. A., "Metody chislennogo resheniya nekotoryh odnomernyh uravnenij s drobnymi proizvodnymi", Differenc. ur-niya., 42:7 (2006), 907-913].

[4] Alikhanov А. A., "Boundary value problems for the diffusion equation of the variable order in differential and difference settings", Appl. Math. Comput, 2012, №219, 3938-3946.

[5] Alikhanov А. A., J. Comput. Phys, 2015, №280, 424-438.

[6] Алиханов А. А., "Устойчивость и сходимость разностных схем для краевых задач уравнения диффузии дробного порядка", Журнал выч. мат. и мат. физ., 56:4 (2016), 572586. [Alihanov A. A., "Ustojchivost' i skhodimost' raznostnyh skhem dlya kraevyh zadach uravneniya diffuzii drobnogo poryadka", ZHurnal vych. mat. i mat. fiz., 56:4 (2016), 572586].

[7] Wu Ch., "Numerical solution for Stokes' first problem for a heated generalized second grade fluid with fractional derivative", Appl. Num. Math., 2009, №59, 2571-2583.

[8] Chen C. M., Liu F., Turner I., Anh V., "Numerical methods with fourth-order spatial accuracy for variable order nonlinear Stokes' first problem for a heated generalized second grade fluid", Comput. Math. Appl., 62 (2011), 971-986.

Для цитирования: Карова Ф. А. Разностные схемы повышенного порядка аппроксимации для уравнения Аллера дробного порядка // Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки. 2018. №4(24). C. 166-177. DOI: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-166-177

For citation: Karova F. A. Numerical solution for fractional Haller equation, Vestnik KRAUNC. Fiz.-mat. nauki. 2018, 24: 4, 166-177. DOI: 10.18454/2079-6641-2018-24-4-166-177

Поступила в редакцию / Original article submitted: 11.10.2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.