Araştırma Makalesi

Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü

Cilt: 20 Sayı: 1 25 Nisan 2018
PDF İndir
TR EN

Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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).

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

-

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

25 Nisan 2018

Gönderilme Tarihi

1 Aralık 2017

Kabul Tarihi

28 Şubat 2018

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2018 Cilt: 20 Sayı: 1

Kaynak Göster

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. BAUN Fen. Bil. Enst. 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 (01 Temmuz 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”, BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi, c. 20, sy 1, ss. 440–449, Tem. 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 (01 Temmuz 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. BAUN Fen. Bil. Enst. 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, c. 20, sy 1, Temmuz 2018, ss. 440-9, doi:10.25092/baunfbed.418501.
Vancouver
1.Mahmut Modanlı. Kesirli telegraf kısmi diferansiyel denklemlerin fark şeması metodu ile nümerik çözümü. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 01 Temmuz 2018;20(1):440-9. doi:10.25092/baunfbed.418501

Cited By