Research Article

Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü

Volume: 20 Number: 1 April 25, 2018
TR EN

Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü

Abstract

Bu çalışmada, özellikle mühendislik, finans, fizik ve sismoloji gibi pek çok bilim dalında uygulamalara haiz başlangıç değer koşullarına sahip kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemi ele alındı.  Caputo kesirli kısmi türevli denklemin tanımı vasıtasıyla ele alınan kesirli telegraf kısmi diferansiyel denkleminin sonlu farklardaki ifadesi oluşturuldu. Aynı şekilde, ele alınan denklemin abstract formu ifade edildi.  Abstract formda verilen bu denklem için sonlu fark şemaları oluşturuldu.  Hilbert uzayı üzerinde tanımlanan norma göre denklemin oluşturulan bu sonlu fark şemalar için kararlılık kestirimleri gösterildi.  Kararlılık kestirimini ifade eden Teorem ispatıyla birlikte ifade edildi.  Sonlu fark şeması metodu kullanılarak α=0.1,0.5,0.9 un farklı değerleri için Caputo kesirli türevi vasıtası ile tanımlanan kesirli telegraf kısmi diferansiyel denkleminin nümerik çözümü elde edildi. Burada, kullanılan örnek problemlerin nümerik çözümleri Matlab programı kullanılarak oluşturuldu.  Laplace metodu veya geleneksel metotlar yardımıyla elde edilen tam çözüm ile yaklaşık çözümler mukayese edilerek hata analizi yapıldı.  Hata analizi tablosundan elde edilen çıkarsamaya göre önerilen metodun ne kadar etkili ve tutarlı olduğu gözlemlendi.

Keywords

References

  1. Celik, C. ve Duman M., Crank-Nicholson method for the fractional equation with the Riezs fractional derivative, Journal of computational physics, 231, 1743-1750, (2012).
  2. Gorial, I. I., Numerical methods for fractional reaction-dispersion equation with Riesz space fractional derivative, Engineering. and Techology Journal, 29, 709-715, (2011).
  3. Jafari, H. Ve Gejii, V. D., Solving linear and nonlinear fractional diffusion and wave equations by adomian decomposition, Applied Mathematics and Computation, 180,488-497, (2006).
  4. Karatay, I., Bayramoglu, S. R. ve Sahin, A., Implicit difference approximation for the time fractional heat equation with the nonlocal condition, Applied Numerical Mathematics, 61, 1281-1288, (2011).
  5. Su, L., Wang, W. ve Yang, Z., Finite difference approximations for the fractional advection-diffusion equation, Physics Letters A., 373, 4405-4408, (2009).
  6. Tadjeran, C., Meerschaert, M. M. ve Scheffler, H. P., A Second-order Accurate Numerical Approximation for the Fractional Diffusion Equation, Journal of Computational Physics, 213, 205-213, (2006).
  7. Karatay, I., Kale, N. ve Bayramoglu Erguner, S. R., Stability and Convergence of a Finite Partial Diferential Equations by Matrix Method, International Mathematical Forum, 9, 1757-1765, (2014).
  8. Aslefallah, M., Rostamy, D. ve Hosseinkhani, K., Solving time-fractional differential diffusion equation by theta method, International Journal of Applied Mathematics and Mechanics, 2, 1-8, (2014).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

-

Journal Section

Research Article

Publication Date

April 25, 2018

Submission Date

December 1, 2017

Acceptance Date

February 28, 2018

Published in Issue

Year 2018 Volume: 20 Number: 1

APA
Modanlı, M. (2018). Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 20(1), 440-449. https://doi.org/10.25092/baunfbed.418501
AMA
1.Modanlı M. Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2018;20(1):440-449. doi:10.25092/baunfbed.418501
Chicago
Modanlı, Mahmut. 2018. “Kesirli Telegraf Kısmi Diferansiyel Denklemlerin Fark şeması Metodu Ile Nümerik çözümü”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20 (1): 440-49. https://doi.org/10.25092/baunfbed.418501.
EndNote
Modanlı M (July 1, 2018) Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20 1 440–449.
IEEE
[1]M. Modanlı, “Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü”, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 20, no. 1, pp. 440–449, July 2018, doi: 10.25092/baunfbed.418501.
ISNAD
Modanlı, Mahmut. “Kesirli Telegraf Kısmi Diferansiyel Denklemlerin Fark şeması Metodu Ile Nümerik çözümü”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 20/1 (July 1, 2018): 440-449. https://doi.org/10.25092/baunfbed.418501.
JAMA
1.Modanlı M. Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2018;20:440–449.
MLA
Modanlı, Mahmut. “Kesirli Telegraf Kısmi Diferansiyel Denklemlerin Fark şeması Metodu Ile Nümerik çözümü”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, vol. 20, no. 1, July 2018, pp. 440-9, doi:10.25092/baunfbed.418501.
Vancouver
1.Mahmut Modanlı. Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2018 Jul. 1;20(1):440-9. doi:10.25092/baunfbed.418501

Cited By