无界区域上分数阶Klein-Gordon方程的近似人工边界条件

摘要

为了研究无界区域上时间分数阶Klein-Gordon方程,利用Laplace变换和Lagrange插值,将无界区域上时间分数阶Klein-Gordon方程近似转化为无界区域上整数阶偏微分方程。在此基础上,利用人工边界方法得到3种不同情形下无界区域上整数阶偏微分方程的人工边界条件,从而将无界区域上时间分数阶Klein-Gordon方程近似转化成有界区域上人工边界条件下整数阶偏微分方程的初边值问题,并证明了人工边界条件下整数阶偏微分方程的稳定性。最后,构造了人工边界条件下整数阶偏微分方程的有限差分格式,并通过数值例子验证该格式的有效性。