Please use this identifier to cite or link to this item: https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/70647
Title: Finite integration method with chebyshev expansion for finding numerical solution of nonlinear and fractional order differential equations
Other Titles: ระเบียบวิธีปริพันธ์อันตะร่วมกับการกระจายเชบีเชฟสำหรับการหาผลเฉลยเชิงตัวเลขของสมการเชิงอนุพันธ์ไม่เชิงเส้นและอันดับเศษส่วน
Authors: Ampol Duangpan
Advisors: Ratinan Boonlurb
Other author: Chulalongkorn University. Faculty of Science
Advisor's Email: [email protected]
Subjects: Differential equations, Nonlinear
Finite element method
สมการเชิงอนุพันธ์ไม่เชิงเส้น
ไฟไนต์เอลิเมนต์
Issue Date: 2019
Publisher: Chulalongkorn University
Abstract: In this dissertation, we develop the finite integration method by using Chebyshev polynomial expansion (FIM-CPE) for solving one- and two-dimensional nonlinear differential equations. The developed FIM-CPE can be used on any domains. Then, we utilize our FIM-CPE to deal with the spatial variable and the forward difference quotient to handle the derivative involving temporal variable. Thus, the numerical algorithms based on this idea are devised to overcome three nonlinear problems including one-dimensional Burgers' equation with shock wave, time-fractional Benjamin-Bona-Mahony-Burgers' equation and two-dimensional nonlinear Poisson equation over irregular domains. Moreover, we examine our algorithms with several experimental examples by comparing the approximate results obtained by our methods and other methods with their analytical solutions. Those examples show that the proposed algorithms provide a significant improvement of the approximate solution in terms of accuracy with low computational cost.
Other Abstract: ในวิทยานิพนธ์ฉบับนี้ เราพัฒนาระเบียบวิธีปริพันธ์อันตะโดยใช้การกระจายพหุนามเชบีเชฟ สำหรับการแก้สมการเชิงอนุพันธ์ไม่เชิงเส้นในหนึ่งและสองมิติ ระเบียบวิธีปริพันธ์อันตะที่พัฒนาขึ้นนี้สามารถใช้งานได้บนโดเมนใด ๆ จากนั้นเราใช้ระเบียบวิธีปริพันธ์อันตะที่พัฒนาขึ้นจัดการกับตัวแปรของปริภูมิ และใช้อัตราส่วนเชิงผลต่างสืบเนื่องไปข้างหน้าจัดการกับอนุพันธ์ในตัวแปรของเวลา เพื่อสร้างขั้นตอนวิธีเชิงตัวเลขไปใช้แก้ปัญหาไม่เชิงเส้นสามปัญหา ประกอบไปด้วย สมการเบอร์เกอร์ที่มีคลื่นกระแทกในหนึ่งมิติ สมการเบนจามิน-โบนา-มาโฮนี-เบอร์เกอร์เชิงเศษส่วนของเวลา และสมการปัวส์ซงไม่เชิงเส้นในสองมิติบนโดเมนไม่ปรกติ นอกจากนี้ เราทดสอบขั้นตอนวิธีของเราด้วยการทดลองหลายตัวอย่าง แล้วเปรียบเทียบผลลัพธ์โดยประมาณที่ได้จากวิธีที่เราเสนอและวิธีอื่น ๆ กับผลเฉลยเชิงวิเคราะห์ ตัวอย่างเหล่านั้นแสดงให้เห็นว่า ขั้นตอนวิธีที่นำเสนอ ให้การปรับปรุงค่าประมาณของผลเฉลยอย่างมีนัยสำคัญในแง่ของความแม่นยำ และต้นทุนการคำนวณน้อย
Description: Thesis (M.Sc.)--Chulalongkorn University, 2019
Degree Name: Doctor of Philosophy
Degree Level: Doctoral Degree
Degree Discipline: Applied Mathematics and Computational Science
URI: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/70647
URI: http://doi.org/10.58837/CHULA.THE.2019.10
metadata.dc.identifier.DOI: 10.58837/CHULA.THE.2019.10
Type: Thesis
Appears in Collections:Sci - Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
6072835223.pdf3.5 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.