نکاتی در رابطه با استفاده از روش اختلال هموتوپی در حل معادلات دیفرانسیل وابسته به زمان
چکیده
اگرچه از روش اختلال هموتوپی برای حل معادلات وابسته به زمان استفاده می‌گردد، لیکن تاکنون در هیچ یک از مطالعات انجام گرفته شده یک معادله کلی هموتوپی ارائه نشده است. در این مقاله گامی در راستای راهنمایی مبتدیان در حل معادلات از این قبیل با استفاده از روش اختلال هموتوپی برداشته شده است. دستورالعمل‌های ارائه شده بر پایه طرف L معادله هموتوپی و حدس اولیه هستند. در نهایت برای حل معادلات متغیر زمانی در حالت کلی یک L وυ_0 جامع در معادله هموتوپی ارائه و همچنین با حل مثال چگونگی استفاده از این روش نشان داده می‌شود.
معرفی
در سال‌های اخیر روش اختلال هموتوپی توسط جی هوان هی [1,2] در حل بسیاری از معادلات توابع غیرخطی و خطی استفاده شده است. این روش ترکیبی از هموتوپی در توپولوژی و روش‌های اختلال کلاسیک بوده و راهی مناسب برای حل تحلیلی یا تقریبی مسائل زمینه‌های مختلف است.
7 نتیجه گیری
در این مقاله راه‌های برای افراد مبتدی برای حل معادلات با استفاده از روش اختلال هموتوپی ارائه نمودیم و در ادامه با نمونه‌های حل شده توسط محققان مختلف مقایسه کردیم. سپس راهی ساده به منظور انتخاب L وυ_0 در روش اختلال هموتوپی ارائه نمودیم تا با استفاده از آن معادلات دیفرانسیل وابسته زمانی را حل نماییم. در بیشتر موارد انتخاب انجام گرفته شده توسط روش ما منجربه پاسخ دقیق و یا تقریبی مناسب می‌شود. اگرچه نمونه‌هایی هم وجود دارند که روش ما مناسب استفاده نیست. اما در این صورت نیز روش ما منجربه تولید سری‌های همگرا می‌شود، لذا تکنیک ما در معادلات دیفرانسیل بیشتری قابل استفاده است.
Abstract
Although attempts have been made to solve time-dependent differential equations using homotopy perturbation method (HPM), none of the researchers have provided a universal homotopy equation. In this paper, going one step forward, we intend to make some guidelines for beginners who want to use the homotopy perturbation technique for solving their equations. These guidelines are based on the L part of the homotopy equation and the initial guess. Afterwards, for solving time-dependent differential equations, we suggest a universal L and v0 in the homotopy equation. Examples assuring the efficiency and convenience of the suggested homotopy equation are comparatively presented.
1. Introduction
In recent years, the homotopy perturbation method (HPM), first proposed by Dr. Ji Huan He [1,2], has successfully been applied to solve many types of linear and nonlinear functional equations. This method, which is a combination of homotopy in topology and classic perturbation techniques, provides us with a convenient way to obtain analytic or approximate solutions for a wide variety of problems arising in different fields.
7. Conclusions
In this paper, we proposed some guidelines for beginners who intend to solve their problems using the homotopy perturbation method. In the sequel we comparatively reviewed procedures which are used by researchers, through two examples. Then we presented a simple way to choose L and v0 when we use the homotopy perturbation method to solve time-dependent differential equations. In most cases, our simple choice yields exact an solution or at least very good approximations. Although there are examples that show our choice isn’t as good as other choices, it still produces convergent series that makes it a reliable one in solving a wide class of functional equations.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1 معرفی
2 ایده‌های اساسی در روش اختلال هموتوپی
3 انتخاب معادله هموتوپی
3.1. انتخاب L
3.2 حدس اولیه (υ_0)
4 نگاه کلاسیک به روش اختلال هموتوپی
5 گزینه‌های پیشنهادی در انتخاب L وυ_0
6 مثال
6.1 معادلات تکامل
6.2 معادلات کوشی
6.3 معادلات امدن-فولر
6.4 معادلات کلین-گردن
7 نتیجه گیری
Abstract
1. Introduction
2. Basic ideas of homotopy perturbation method
3. Guidelines for choosing homotopy equation
3.1. Discussion on L
3.2. Discussion on initial guess
4. The classic view on HPM
5. Proposed choices for L and v0
6. Examples
6.1. Evolution equations
6.2. Cauchy reaction-diffusion equations
6.3. Emden–Fowler type equations
6.4. Klein–Gordon equations
7. Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه