Other language title :
Numerical solution of fractional ordinary differential equations by local discontinuous Galerkin method
Title of article :
حل عددي معادلات ديفرانسيل معمولي كسري با روش گالركين ناپيوسته موضعي
Author/Authors :
محمدرضا, نگار دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده رياضي و كامپيوتر - بخش رياضي كاربردي , محمد, ايزدي دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده رياضي و كامپيوتر - بخش رياضي كاربردي , حبيب اله, سعيدي دانشگاه شهيد باهنر كرمان - دانشكده رياضي و كامپيوتر - بخش رياضي كاربردي
Abstract :
In this paper, we apply the local discontinuous Galerkin method for solving fractional ordinary differential equations, in general. In this method, choosing the (natural) numerical upwind flux enables us to solve the initial value problems for ordinary fractional equations interval by interval and forward in time. This means that we require to solve a low-order (k+1) × (k+1) system of equations locally in each subinterval, and there is no need to solve the global system; Here k is the degree of the basis functions in each subinterval. To implement the method, we consider the (local) basis functions as the (shifted) Legendre polynomials. This, in turn, makes some of the coefficient matrices in the system of equations sparse and thus accelerates the computations. Also the stability in the infinity norm and the error estimation of the method are discussed. Finally, with a series of linear and nonlinear examples, we show the efficiency and, in particular, the accuracy of the local discontinuous Galerkin method for fractional differential equations.
Farsi abstract :
در اين مقاله، روش گالركين ناپيوسته ي موضعي براي حل معادلات ديفرانسيل معمولي با مرتبه ي كسري را در حالت كلي به كار ميبريم. در اين روش انتخاب (طبيعي) شار عددي آپويند، ما را قادر ميسازد تا مسائل مقدار اوليه براي معادلات كسري معمولي را به صورت بازه به بازه و پيشرو در زمان حل كنيم. اين بدين معني است كه ما بايستي در هر زيربازه به حل يك دستگاه معادلات از مرتبه پايين (k + 1)×(k + 1) به صورت موضعي بپردازيم و نيازي به حل دستگاه كلي نيست؛ در اينجا k درجه توابع پايه در هر زيربازه است.
Keywords :
معادله ديفرانسيل معمولي با مرتبه ي كسري , روش گالركين ناپيوسته موضعي , چندجمله اي هاي لژاندر
Journal title :
Astroparticle Physics