FINITE-DIFFERENCE SCHEME FOR INITIAL-BOUNDARY PROBLEM FOR EQUATION OF DIFFUSION WITH VOLTERRA MEMORY

2025

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.51889/2959-5894.2025.92.4.001
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

An initial-boundary value problem for a nonlinear diffusion equation with a Volterra-type memory term in time is investigated. The model describes diffusion processes in media with hereditary (long-memory) effects and covers, as particular cases, a range of applications in heat and mass transfer. For its numerical solution we construct an implicit two-level difference scheme with a quadrature approximation of the memory integral. A discrete energy identity is derived, which yields energy stability of the scheme under natural constraints on the time step. The nonlinearity is treated by an inner iterative linearization procedure; at each iteration a tridiagonal system of linear algebraic equations arises and is solved efficiently by the sweep (Thomas) method. The convergence of the scheme is rigorously justified and its convergence rate is estimated in the corresponding energy norm. Numerical experiments are presented that confirm the theoretical error bounds and demonstrate the accurate reproduction of long-memory effects.