A control volume finite element method with spines for solutions of fractional heat conduction equations

Zielinski Daniel P.; Voller Vaughan R.

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A control volume finite element method with spines for solutions of fractional heat conduction equations

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The focus of this paper is the numerical solution of space-fractional heat conduction equations. Typical numerical treatments for fractional diffusion equations (FDEs) are constructed to function on structured grids and cannot be readily applied to problems in arbitrarily shaped domains. Presented is an unstructured control volume finite element method for the solution of FDEs in non-Cartesian domains. This method approximates the fractional derivative flux at given integration points with a weighted sum of gradients along orthogonal spines. Accuracy and utility of the approach are demonstrated by solution of one- and two-sided FDEs in rectangular and cylindrical domains.

机译：本文的焦点是空间 - 分馏传热方程的数值解。用于分数扩散方程（FDE）的典型数值处理被构造成在结构栅格上起作用，并且不能容易地应用于任意形状域中的问题。提出是非笛卡尔域中FDES解决方案的非结构化控制量有限元方法。该方法近似于给定积分点处的分数导数通量，其具有沿正交刺的加权梯度的加权和。通过矩形和圆柱形域中的单面FDE的解决方案证明了该方法的准确性和效用。

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来源
《Numerical Heat Transfer, Part B. Fundamentals: An International Journal of Computation and Methodology》 |2016年第6期|共14页
作者
Zielinski Daniel P.; Voller Vaughan R.;
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作者单位

Univ Minnesota Dept Civil Environm &

Geoengn Minneapolis MN USA;

Univ Minnesota Dept Civil Environm &

Geoengn Minneapolis MN USA;

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原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类热力工程、热机;
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