Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations

Di dalam tesis ini, dua kaedah berasaskan splin dibangunkan untuk menyelesaikan persamaan pembezaan separa dua dimensi. Kaedah-kaedah tersebut adalah Kaedah Interpolasi Splin-B Bikubik (KISB) dan Kaedah Interpolasi Splin-B Trigonometri Bikubik (KISTB). Kajian ini adalah kesinambungan daripada per...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Abd Hamid, Nur Nadiah
Format: Thesis
Language:English
Published: 2016
Subjects:
Online Access:http://eprints.usm.my/31477/1/NUR_NADIAH_BINTI_ABD_HAMID_24.pdf
_version_ 1825832545402486784
author Abd Hamid, Nur Nadiah
author_facet Abd Hamid, Nur Nadiah
author_sort Abd Hamid, Nur Nadiah
collection USM
description Di dalam tesis ini, dua kaedah berasaskan splin dibangunkan untuk menyelesaikan persamaan pembezaan separa dua dimensi. Kaedah-kaedah tersebut adalah Kaedah Interpolasi Splin-B Bikubik (KISB) dan Kaedah Interpolasi Splin-B Trigonometri Bikubik (KISTB). Kajian ini adalah kesinambungan daripada perkembangan terkini di dalam penggunaan kedua-dua splin terhadap masalah-masalah satu dimensi. Pendekatan KISB dan KISTB adalah serupa kecuali pada penggunaan fungsi asas splin yang berbeza, iaitu splin-B kubik dan splin-B trigonometri kubik. Bagi masalah dengan pembolehubah masa, masa tersebut dipecahkan menggunakan Kaedah Beza Terhingga yang biasa. Pembolehubah ruang pula dipecahkan menggunakan fungsi permukaan splin bikubik. Dengan menambah syarat-syarat permulaan dan sempadan, satu sistem persamaan linear yang underdetermined akan terhasil. Sistem ini kemudiannya diselesaikan menggunakan Kaedah Kuasa Dua Terkecil. Persamaan-persamaan ini diselesaikan menurut jenis-jenisnya, iaitu persamaan Poisson, persamaan haba, dan persamaan gelombang. Persamaan-persamaan ini ialah persamaan yang paling mudah masing-masing daripada persamaan pembezaan separa eliptik, parabolik, dan hiperbolik. In this thesis, two spline-based methods are developed to solve two-dimensional partial differential equations. The methods are Bicubic B-spline Interpolation Method (BCBIM) and Bicubic Trigonometric B-spline Interpolation Method (BCTBIM). This study is a continuation of recent developments in the application of both splines on the one-dimensional problems. The approach of BCBIM and BCTBIM are similar except for the use of different spline basis functions, namely cubic B-spline and cubic trigonometric B-spline, respectively. For problems with time variable, the time is discretized using the usual Finite Difference Method. The spatial variables are discretized using the corresponding bicubic spline surface function. By adding the initial and boundary conditions, an underdetermined system of linear equations results. This system is then solved using the method of Least Squares. The equations are dealt according to its types, namely Poisson’s, heat, and wave equations. These equations are the simplest form of elliptic, parabolic, and hyperbolic partial differential equations, respectively.
first_indexed 2024-03-06T14:54:27Z
format Thesis
id usm.eprints-31477
institution Universiti Sains Malaysia
language English
last_indexed 2024-03-06T14:54:27Z
publishDate 2016
record_format dspace
spelling usm.eprints-314772019-04-12T05:25:21Z http://eprints.usm.my/31477/ Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations Abd Hamid, Nur Nadiah QA1 Mathematics (General) Di dalam tesis ini, dua kaedah berasaskan splin dibangunkan untuk menyelesaikan persamaan pembezaan separa dua dimensi. Kaedah-kaedah tersebut adalah Kaedah Interpolasi Splin-B Bikubik (KISB) dan Kaedah Interpolasi Splin-B Trigonometri Bikubik (KISTB). Kajian ini adalah kesinambungan daripada perkembangan terkini di dalam penggunaan kedua-dua splin terhadap masalah-masalah satu dimensi. Pendekatan KISB dan KISTB adalah serupa kecuali pada penggunaan fungsi asas splin yang berbeza, iaitu splin-B kubik dan splin-B trigonometri kubik. Bagi masalah dengan pembolehubah masa, masa tersebut dipecahkan menggunakan Kaedah Beza Terhingga yang biasa. Pembolehubah ruang pula dipecahkan menggunakan fungsi permukaan splin bikubik. Dengan menambah syarat-syarat permulaan dan sempadan, satu sistem persamaan linear yang underdetermined akan terhasil. Sistem ini kemudiannya diselesaikan menggunakan Kaedah Kuasa Dua Terkecil. Persamaan-persamaan ini diselesaikan menurut jenis-jenisnya, iaitu persamaan Poisson, persamaan haba, dan persamaan gelombang. Persamaan-persamaan ini ialah persamaan yang paling mudah masing-masing daripada persamaan pembezaan separa eliptik, parabolik, dan hiperbolik. In this thesis, two spline-based methods are developed to solve two-dimensional partial differential equations. The methods are Bicubic B-spline Interpolation Method (BCBIM) and Bicubic Trigonometric B-spline Interpolation Method (BCTBIM). This study is a continuation of recent developments in the application of both splines on the one-dimensional problems. The approach of BCBIM and BCTBIM are similar except for the use of different spline basis functions, namely cubic B-spline and cubic trigonometric B-spline, respectively. For problems with time variable, the time is discretized using the usual Finite Difference Method. The spatial variables are discretized using the corresponding bicubic spline surface function. By adding the initial and boundary conditions, an underdetermined system of linear equations results. This system is then solved using the method of Least Squares. The equations are dealt according to its types, namely Poisson’s, heat, and wave equations. These equations are the simplest form of elliptic, parabolic, and hyperbolic partial differential equations, respectively. 2016-04 Thesis NonPeerReviewed application/pdf en http://eprints.usm.my/31477/1/NUR_NADIAH_BINTI_ABD_HAMID_24.pdf Abd Hamid, Nur Nadiah (2016) Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations. PhD thesis, Universiti Sains Malaysia.
spellingShingle QA1 Mathematics (General)
Abd Hamid, Nur Nadiah
Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations
title Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations
title_full Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations
title_fullStr Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations
title_full_unstemmed Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations
title_short Splines For Two-Dimensional Partial Differential Equations
title_sort splines for two dimensional partial differential equations
topic QA1 Mathematics (General)
url http://eprints.usm.my/31477/1/NUR_NADIAH_BINTI_ABD_HAMID_24.pdf
work_keys_str_mv AT abdhamidnurnadiah splinesfortwodimensionalpartialdifferentialequations