پروپوزال روش عددی مرتبه بالا برای معادله گرمای کسری با شرایط مرزی دیریکله و نئومان
بیان مسأله اساسی تحقیق به طور کلی (شامل تشریح مسأله و معرفی آن، بیان جنبههای مجهول و مبهم، بیان متغیرهای مربوطه و منظور از تحقیق به صورت مستند) :
در سالهای اخیر، علاقه مندی قابل ملاحظهای به معادلات دیفرانسیل جزئی ایجاد شده که ناشی ازکاربردهای متعدد آن در حیطههای فراوان علم و مهندسی است. پدیدههای مهم در علم فیزیک، سیکلواستاتیک، مکانیک سیالات و تئوری کنترل را میتوان با معادلات دیفرانسیل از مرتبه جزئی توصیف کرد.
چانگ [1]و همکاران به بحث در خصوص وجود و منحصر به فردی راه حلهای دوره ای و شبه دوره ای در مجموعهای از معادلات دیفرانسیل جزیی از طریق اپراتورهای کسری پرداخته اند]1[. کاربردهای مختلف حساب دیفرانسیل و انتگرال جزء به جزء، مثل تئوری کنترل،درمرجع یافت می شوند]2[. این کاربردها در علوم بین رشته ای بر ضرورت حساب دیفرانسیل انتگرال جزء به جزء دلالت دارد. سیلوا وگوسلین[2]، عبارات و اصطلاحات ساطع شده از معادلات انرژی دوبعدی را لحاظ کردهاند]3[. اخیرا ایدهای ظهور یافته که در آن معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزیی، زمانی و فضایی، از معادلهی استاندارد دیفرانسیل با مشتقات جزیی بدست میآیند که از طریق یک مشتق کسری، جایگزین یک مشتق زمانی و یا فضایی میشود و میتواند بطور دقیقتری، مسایل فیزیکی غیر از معادله استاندارد دیفرانسیل با مشتقات جزیی منطبق با آن را توصیف کند. در نتیجه، توجه فراوانی به راهحلهای معادلات انتشار کسری شده است. از نقطه نظر فیزیکی، این معادلهی انتشار گرمای کسری از قانون کسری فیک[3] بدست میاید که جایگزین قانون فیک میشود، قانونی که توصیفگر فرایندهای برگردان با حافظهی طولانی مدت است]4[.
در این پایاننامه، ضمن مطالعهی ویژگیهای معادله انتشار گرمای کسری دوبعدی، روش عددی مرتبه بالا برای حل معادله گرمای کسری با شرایط مرزی دیریکله و نئومان ارائه شده به بررسی تواناییهای روش ارائه شده و مقایسه آن با روشهای دیگر خواهیم پرداخت.
[1] Chang
[2] Silva and Gosselin
[3] Fick