Skip to main content
Erschienen in: Journal of Scientific Computing 1/2016

23.11.2015

Legendre Spectral Projection Methods for Fredholm–Hammerstein Integral Equations

verfasst von: Payel Das, Mitali Madhumita Sahani, Gnaneshwar Nelakanti, Guangqing Long

Erschienen in: Journal of Scientific Computing | Ausgabe 1/2016

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

In this paper, we consider the Legendre spectral Galerkin and Legendre spectral collocation methods to approximate the solution of Hammerstein integral equation. The convergence of the approximate solutions to the actual solution is discussed and the rates of convergence are obtained. We are able to obtain similar superconvergence rates for the iterated Legendre Galerkin solution for Hammerstein integral equations with smooth kernel as in the case of piecewise polynomial based Galerkin method.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Ahues, M., Largillier, A., Limaye, B.V.: Spectral Computations for Bounded Operators. Chapman and Hall/CRC, New York (2001)CrossRefMATH Ahues, M., Largillier, A., Limaye, B.V.: Spectral Computations for Bounded Operators. Chapman and Hall/CRC, New York (2001)CrossRefMATH
2.
Zurück zum Zitat Atkinson, K.: A survey of numerical methods for solving nonlinear integral equations. J. Integral Equ. Appl. 4(1), 15–46 (1992)MathSciNetCrossRefMATH Atkinson, K.: A survey of numerical methods for solving nonlinear integral equations. J. Integral Equ. Appl. 4(1), 15–46 (1992)MathSciNetCrossRefMATH
3.
Zurück zum Zitat Atkinson, K.E.: The Numerical Solution of Integral Equations of the Second Kind. Cambridge University Press, Cambridge (1997)CrossRefMATH Atkinson, K.E.: The Numerical Solution of Integral Equations of the Second Kind. Cambridge University Press, Cambridge (1997)CrossRefMATH
4.
Zurück zum Zitat Benyu, G.: Spectral Methods and Their Applications. World Scientific, Singapore (1998)CrossRef Benyu, G.: Spectral Methods and Their Applications. World Scientific, Singapore (1998)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Canuto, C., Hussaini, M.Y., Quarteroni, A., Zang, T.A.: Spectral Methods, Fundamentals in Single Domains. Springer, Berlin (2006)MATH Canuto, C., Hussaini, M.Y., Quarteroni, A., Zang, T.A.: Spectral Methods, Fundamentals in Single Domains. Springer, Berlin (2006)MATH
6.
Zurück zum Zitat Chen, Z., Bin, W., Yuesheng, X.: Fast multilevel augmentation methods for solving Hammerstein equations. SIAM J. Numer. Anal. 47(3), 2321–2346 (2009)MathSciNetCrossRefMATH Chen, Z., Bin, W., Yuesheng, X.: Fast multilevel augmentation methods for solving Hammerstein equations. SIAM J. Numer. Anal. 47(3), 2321–2346 (2009)MathSciNetCrossRefMATH
7.
Zurück zum Zitat Chen, Z., Li, J., Zhang, Y.: A fast multiscale solver for modified Hammerstein equations. Appl. Math. Comput. 218(7), 3057–3067 (2011)MathSciNetMATH Chen, Z., Li, J., Zhang, Y.: A fast multiscale solver for modified Hammerstein equations. Appl. Math. Comput. 218(7), 3057–3067 (2011)MathSciNetMATH
8.
Zurück zum Zitat Kaneko, H., Noren, R.D., Xu, Y.: Numerical solutions for weakly singular Hammerstein equations and their superconvergence. J. Integral Equ. Appl. 4(3), 391–407 (1992)MathSciNetCrossRefMATH Kaneko, H., Noren, R.D., Xu, Y.: Numerical solutions for weakly singular Hammerstein equations and their superconvergence. J. Integral Equ. Appl. 4(3), 391–407 (1992)MathSciNetCrossRefMATH
9.
Zurück zum Zitat Kaneko, H., Xu, Y.: Superconvergence of the iterated Galerkin methods for Hammerstein equations. SIAM J. Numer. Anal. 33(3), 1048–1064 (1996)MathSciNetCrossRefMATH Kaneko, H., Xu, Y.: Superconvergence of the iterated Galerkin methods for Hammerstein equations. SIAM J. Numer. Anal. 33(3), 1048–1064 (1996)MathSciNetCrossRefMATH
10.
Zurück zum Zitat Kaneko, H., Noren, R.D., Padilla, P.A.: Superconvergence of the iterated collocation methods for Hammerstein equations. J. Comput. Appl. Math. 80(2), 335–349 (1997)MathSciNetCrossRefMATH Kaneko, H., Noren, R.D., Padilla, P.A.: Superconvergence of the iterated collocation methods for Hammerstein equations. J. Comput. Appl. Math. 80(2), 335–349 (1997)MathSciNetCrossRefMATH
11.
Zurück zum Zitat Kaneko, H., Noren, R.D.: Numerical solutions of Hammerstein equations. Boundary integral methods: numerical and mathematical aspects, Computer Engineering, 1, WIT Press/Comput. Mech. Publ., Boston, MA, pp. 257–288 (1999) Kaneko, H., Noren, R.D.: Numerical solutions of Hammerstein equations. Boundary integral methods: numerical and mathematical aspects, Computer Engineering, 1, WIT Press/Comput. Mech. Publ., Boston, MA, pp. 257–288 (1999)
12.
13.
Zurück zum Zitat Kumar, S.: Superconvergence of a collocation-type method for Hammerstein equations. IMA J. Numer. Anal. 7(3), 313–325 (1987)MathSciNetCrossRefMATH Kumar, S.: Superconvergence of a collocation-type method for Hammerstein equations. IMA J. Numer. Anal. 7(3), 313–325 (1987)MathSciNetCrossRefMATH
14.
Zurück zum Zitat Kumar, S.: The numerical solution of Hammerstein equations by a method based on polynomial collocation. J. Aust. Math. Soc. Ser. B 31(3), 319–329 (1990)MathSciNetCrossRefMATH Kumar, S.: The numerical solution of Hammerstein equations by a method based on polynomial collocation. J. Aust. Math. Soc. Ser. B 31(3), 319–329 (1990)MathSciNetCrossRefMATH
15.
Zurück zum Zitat Long, G., Sahani, M.M., Nelakanti, G.: Polynomially based multi-projection methods for Fredholm integral equations of the second kind. Appl. Math. Comput. 215(1), 147–155 (2009)MathSciNetMATH Long, G., Sahani, M.M., Nelakanti, G.: Polynomially based multi-projection methods for Fredholm integral equations of the second kind. Appl. Math. Comput. 215(1), 147–155 (2009)MathSciNetMATH
16.
Zurück zum Zitat Panigrahi, B.L., Nelakanti, G.: Superconvergence of Legendre projection methods for the eigenvalue problem of a compact integral operator. J. Comput. Appl. Math. 235(8), 2380–2391 (2011)MathSciNetCrossRefMATH Panigrahi, B.L., Nelakanti, G.: Superconvergence of Legendre projection methods for the eigenvalue problem of a compact integral operator. J. Comput. Appl. Math. 235(8), 2380–2391 (2011)MathSciNetCrossRefMATH
17.
Zurück zum Zitat Shen, J., Tang, T.: Spectral and High-Order Methods with Applications. Science Press, Beijing (2006)MATH Shen, J., Tang, T.: Spectral and High-Order Methods with Applications. Science Press, Beijing (2006)MATH
18.
Zurück zum Zitat Shen, J., Tang, T., Wang, L.: Spectral Methods: Algorithms, Analysis and Applications. Springer Series in Computational Mathematics. Springer, New York (2011)CrossRef Shen, J., Tang, T., Wang, L.: Spectral Methods: Algorithms, Analysis and Applications. Springer Series in Computational Mathematics. Springer, New York (2011)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat Tang, T., Xu, X., Chen, J.: On spectral methods for Volterra type integral equations and the convergence analysis. J. Comput. Math. 26(6), 825–837 (2008)MathSciNetMATH Tang, T., Xu, X., Chen, J.: On spectral methods for Volterra type integral equations and the convergence analysis. J. Comput. Math. 26(6), 825–837 (2008)MathSciNetMATH
20.
Zurück zum Zitat Vainikko, G.M.: A perturbed Galerkin method and the general theory of approximate methods for nonlinear equations. USSR Comput. Math. Math. Phys. 7(4), 1–41 (1967)MathSciNetCrossRef Vainikko, G.M.: A perturbed Galerkin method and the general theory of approximate methods for nonlinear equations. USSR Comput. Math. Math. Phys. 7(4), 1–41 (1967)MathSciNetCrossRef
21.
Zurück zum Zitat Wan, Z., Chen, Y., Huang, Y.: Legendre spectral Galerkin method for second-kind Volterra integral equations. Front. Math. China 4(1), 181–193 (2009)MathSciNetCrossRefMATH Wan, Z., Chen, Y., Huang, Y.: Legendre spectral Galerkin method for second-kind Volterra integral equations. Front. Math. China 4(1), 181–193 (2009)MathSciNetCrossRefMATH
22.
Zurück zum Zitat Xie, Z., Li, X., Tang, T.: Convergence analysis of spectral Galerkin methods for Volterra type integral equations. J. Sci. Comput. 53(2), 414–434 (2012)MathSciNetCrossRefMATH Xie, Z., Li, X., Tang, T.: Convergence analysis of spectral Galerkin methods for Volterra type integral equations. J. Sci. Comput. 53(2), 414–434 (2012)MathSciNetCrossRefMATH
Metadaten
Titel
Legendre Spectral Projection Methods for Fredholm–Hammerstein Integral Equations
verfasst von
Payel Das
Mitali Madhumita Sahani
Gnaneshwar Nelakanti
Guangqing Long
Publikationsdatum
23.11.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Scientific Computing / Ausgabe 1/2016
Print ISSN: 0885-7474
Elektronische ISSN: 1573-7691
DOI
https://doi.org/10.1007/s10915-015-0135-z

Weitere Artikel der Ausgabe 1/2016

Journal of Scientific Computing 1/2016 Zur Ausgabe

Premium Partner