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

2025

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.51889/2959-5894.2025.92.4.001
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

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.