• Tidak ada hasil yang ditemukan

Abstract of the Thesis

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2024

Membagikan "Abstract of the Thesis"

Copied!
2
0
0

Teks penuh

(1)

Abstract of the Thesis 

Nonlinear differential equations arise in all fields of applied mathematics, physical science  and Engineering, hence being of fundamental importance the existence of methods to find  their solutions. As analytical solutions are only available in a few cases, the construction of  efficient numerical methods is essential. In the 1980's, George Adomian introduced a semi‐

analytical technique known as, Adomian decomposition method, for solving linear and  nonlinear differential and integral equations. 

In this thesis, some new modifications of the Adomian decomposition method (ADM) are  studied for solving second‐order singular boundary value problems (SBVPs), second‐order  singular Sturm‐Liouville eigenvalue problems (SSLEPs), boundary value problems (BVPs) for  differential equations (DEs) and  integro‐differential equations (IDEs). Successful application  of the ADM is also shown to get exact and approximate solution of some special type of  initial value problem (IVPs) for integro‐partial‐differential equations, namely, breakage and  aggregation population balance equations. 

Two new efficient methods are presented for solving second‐order SBVPs with various  boundary conditions. The first method, a new decomposition method (NDM), is based on a  new two‐fold integral operator and the ADM where all the boundary conditions are utilized  to  derive an integral  equation  before establishing  the recursive schemes.  The second  method, a decomposition method with Green's function (DMGF), is based on a combination  of the ADM and Green's function technique where we convert the original SBVPs into an  equivalent integral equation before designing the recursive schemes. Thus, the two new  recursive schemes are established without any unknown parameters while computing the  components of the solution of SBVPs. Unlike the existing ADM or modified ADM (MADM),  the proposed methods avoid unnecessary evaluation for unknown parameters, thereby  reduces the computational work. More precisely, the proposed methods provide the direct  recursive schemes for obtaining approximate series solution of the SBVPs. Moreover, the  convergence and error analysis of the series solution obtained by the proposed methods are  discussed. Convergence analysis is reliable enough to estimate the error bound of the series  solution. In addition, the DMGF is successfully extended for solving second and fourth order  BVPs for DEs as well as IDEs. The convergence and error analysis of the series solution of  such BVPs obtained by the DMGF are discussed. 

Furthermore, a new modified Adomian decomposition method (NMADM), for computing  eigenvalues as well as eigenfunctions of singular Sturm‐Liouville eigenvalue problems is  studied. Unlike other numerical methods, the proposed method does not require any  linearization, discretization and initial guess. It is capable of finding nth eigenvalues and  eigenfunctions of the SSLEPs simultaneously. Lastly, we employ a direct application of the  Adomian decomposition method for obtaining the exact and approximate solutions of the  IVPs  for  integro‐partial‐differential  equations  known  as  breakage  and  aggregation  population balance equations. The convergence and error analysis of the series solution  using the ADM is also established. 

Several examples of SBVPs, SSLEPs, BVPs for IDEs, and IVPs for integro‐partial‐differential  equations  are  considered  for  illustration  and  the  numerical  approximations  of  their  solutions.   The numerical results show that the proposed techniques are not only simple, 

(2)

but  also  powerful  and  effective.  In  this  thesis,  besides  numerical  results,  graphical  illustrations are also presented to show that only a few terms of the series solution are  sufficient to obtain accurate approximations to the solutions. 

Keywords: Adomian Decomposition Method; Green's Function; Singular Boundary Value  Problems;  Approximations;  Integro‐Differential  Equations;  Boundary  Value  Problems; 

Singular Sturm‐Liouville Eigenvalue Problems; Breakage and Aggregation Population Balance  Equations. 

Referensi

Dokumen terkait

The paper deals with the existence of solutions for singular higher order differential equations with Sturm–Liouville or ( p, n − p ) right focal boundary conditions or the ( n − p, p

Lomtatidze , On positive solutions of singular boundary value problems for nonlin- ear second order ordinary differential equations.. Morozov , On the analytic structure of the

O’Regan, Existence of positive solutions to some singular and non- singular second order boundary value problems, Journal of Differential Equations 84 (1990), 228-251..

O’Regan, Upper and lower solutions and quasilinearization for a class of second order singular nonlinear differential equatins with nonlinear boundary conditions, Nonlinear

Wei, Three positive solutions of singular nonlocal boundary value problems for systems of nonlinear second order ordinary differential equations, Nonlinear Anal.. Yang, Existence

Wei, Positive solution of singular Dirichlet boundary value problems for second. order ordinary differential equation

This approach has three steps: 1 get combined minimal cut sets, 2 generate simultaneous upper boundary flow vectors, 3 efficiently disjoint the upper boundary flow vectors using the

Keywords: Sturm - Liouville operator, spectrum, Sturm - Liouville inverse problem, Borg theorem, Ambartsumian theorem, Levinson theorem, unseparated boundary value conditions, symmetric