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2012 | OriginalPaper | Chapter

A Compact Difference Scheme for Time Fractional Diffusion Equation with Neumann Boundary Conditions

Authors : Jianfei Huang, Yifa Tang, Wenjia Wang, Jiye Yang

Published in: AsiaSim 2012

Publisher: Springer Berlin Heidelberg

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This paper is devoted to the numerical treatment of time fractional diffusion equation with Neumann boundary conditions. A compact difference scheme is derived for solving this problem, by combining the classic finite difference method for Caputo derivative in time, the second order central difference method in space and the compact difference treatment for Neumann boundary conditions. The solvability, stability and convergence of this scheme are rigorously discussed. We prove that the convergence order of this proposed scheme is

O

(

τ

2 − 

α

 + 

h

2

), where

τ

,

α

and

h

are the time step size, the index of fractional derivative and space step size respectively. Numerical experiments are carried out to demonstrate the theoretical analysis.

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Metadata
Title
A Compact Difference Scheme for Time Fractional Diffusion Equation with Neumann Boundary Conditions
Authors
Jianfei Huang
Yifa Tang
Wenjia Wang
Jiye Yang
Copyright Year
2012
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-34384-1_33

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