An Adaptive Time-Stepping Algorithm to Solve a Stochastic Lotka-Volterra Competition System with Time-Variable Delays

سال انتشار: 1403
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 83

فایل این مقاله در 13 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_COAM-9-2_012

تاریخ نمایه سازی: 11 دی 1403

چکیده مقاله:

‎This paper introduces ‎a variable step size strategy for a stochastic time-delays Lotka-Volterra competition system‎. ‎This adaptive strategy utilizes the Milstein method for numerical solutions. It employs two local error estimates, corresponding to the diffusion and drift components of the model, to select and control the step sizes‎. ‎The algorithm is described in detail‎, ‎and numerical experiments are conducted to demonstrate the efficiency of the proposed method‎. ‎The primary objective of this research is to propose a dynamic strategy for generating and controlling the step sizes in the finite difference algorithm employed. ‎This adaptive approach accelerates the numerical procedure and improves efficiency compared to a constant-size scheme‎. ‎ As an analytical solution for the model is unavailable‎, ‎a numerical estimation with a small fixed step size is considered a reference solution‎. ‎The numerical results demonstrate the superior accuracy of the proposed strategy compared to a reference solution‎.

نویسندگان

Ali Valinejad

Department of Computer Sciences‎, ‎University of Mazandaran‎, ‎Babolsar‎, ‎Iran

Afshin Babaei

Department of Applied Mathematics‎, ‎University of Mazandaran‎, ‎Babolsar‎, ‎Iran‎.

Zahra Zarei

Department of Applied Mathematics‎, ‎University of Mazandaran‎, ‎Babolsar‎, ‎Iran‎.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Bahar, A., Mao, X. (۲۰۰۴). “Stochastic delay Lotka-Volterra model”, Journal ...
  • Cai, Y., Guo, Q., Mao, X. (۲۰۲۳). “Positivity preserving truncated ...
  • Hairer, E., Wanner, G., Nørsett, S.P. (۲۰۰۹). “Solving ordinary differential ...
  • Higham, D.J. (۲۰۰۱). “An algorithmic introduction to numerical simulation of ...
  • Jiang, D., Ji, C., Li, X., O’Regan, D. (۲۰۱۲). “Analysis ...
  • Kloeden, P.E., Platen, E. (۱۹۹۹). “Numerical solution of stochastic differential ...
  • Lamba, H. (۱۹۹۷). “Step size control for the Milstein scheme ...
  • Li, Y., Cao, W.(۲۰۲۳).“ A positivity preserving Lamperti transformed Euler–Maruyama ...
  • Liu, Q. (۲۰۱۵). “The effects of time-dependent delays on global ...
  • Lotka, A.J. (۱۹۲۵). “Elements of physical biology”, Williams & Wilkins ...
  • Mao, X., Wei, F., Wiriyakraikul, T. (۲۰۲۱). “Positivity preserving truncated ...
  • Mauthner, S. (۱۹۹۸). “Step size control in the numerical solution ...
  • Milshtein, G.N. (۱۹۸۶). “Weak approximation of solutions of systems of ...
  • Nguyen, D.H., Yin, G. (۲۰۱۷). “Coexistence and exclusion of stochastic ...
  • Shekarabi, H.F., Khodabin M. (۲۰۱۶). “Numerical solutions of stochastic Lotka-Volterra ...
  • Tran, K., Yin, G. (۲۰۱۵). “Optimal harvesting strategies for stochastic ...
  • Vadillo, F. (۲۰۱۹). “Comparing stochastic Lotka-Volterra predator-prey models”, Applied Mathematics ...
  • Valinejad, A., Hosseini, S.M. (۲۰۱۰). “A variable step-size control algorithm ...
  • Volterra, V.(۱۹۲۶).“ Variazioni e fluttuazioni del numero d'individui in specie ...
  • Wang, H., Dong, L. (۲۰۲۱). “Analysis of a periodic stochastic ...
  • Wei, C. (۲۰۲۱). “Parameter estimation for stochastic Lotka-Volterra model driven ...
  • Zhang, C., Xie, Y. (۲۰۱۹). “Backward Euler-Maruyama method applied to ...
  • Zhang, M., Tian, J., Zou, K. (۲۰۲۳). “Asymptotic stability of ...
  • نمایش کامل مراجع