Mesh-Free RBF-FD Method with Polyharmonic Splines and Polynomials for High-Dimensional PDEs and Financial Option Pricing

سال انتشار: 1404
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 10

فایل این مقاله در 23 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_COAM-10-1_012

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1404

چکیده مقاله:

This study employs the radial basis function-generated finite difference (RBF-FD) method to address high-dimensional elliptic differential equations under Dirichlet boundary conditions‎. ‎The method utilizes polyharmonic spline functions (PHSs) combined with polynomials for approximation‎. ‎A notable benefit of this approach is that PHSs do not require a shape parameter‎, ‎simplifying implementation and enhancing numerical stability‎. ‎The proposed method offers several advantages‎, ‎including high accuracy‎, ‎rapid computation‎, ‎and adaptability to complex geometries and irregular node arrangements‎. ‎It is particularly effective for high-dimensional problems‎, ‎providing a mesh-free alternative that scales efficiently with increased complexity‎. ‎Beyond scientific computing‎, ‎the method is also applied to financial option pricing‎, ‎where integro-differential equations are transformed into a series of second-order elliptic partial differential equations (PDEs)‎. ‎Numerical experiments demonstrate that the proposed algorithm significantly outperforms existing RBF-based approaches in both accuracy and efficiency‎. ‎These strengths make it a robust tool for solving a wide range of PDEs in both regular and irregular domains‎.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

Narges Hosseinzadeh

Department of Applied Mathematics‎, ‎Imam Khomeini International University‎, ‎Qazvin‎, ‎Iran.

Elyas Shivanian

Department of Applied Mathematics‎, ‎Imam Khomeini International University‎, ‎Qazvin‎, ‎Iran.

Saeid Abbasbandy

Department of Applied Mathematics‎, ‎Imam Khomeini International University‎, ‎Qazvin‎, ‎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 :
  • Abd-Elhameed, W.M., Atta, A.G., Youssri, Y.H. (۲۰۲۲). “Shifted fifth-kind Chebyshev ...
  • Atta, A.G., Abd-Elhameed, W.M., Moatimid, G.M., Youssri, Y.H. (۲۰۲۲). “A ...
  • Atta, A.G., Abd-Elhameed, W.M., Moatimid, G.M., Youssri, Y.H. (۲۰۲۲). “Modal ...
  • Atta, A.G., Youssri, Y.H. (۲۰۲۲). “Advanced shifted first-kind Chebyshev collocation ...
  • Bayona, V., Flyer, N., Fornberg, B. (۲۰۱۹). “On the role ...
  • Bayona, V., Flyer, N., Fornberg, B., Barnett, G.A. (۲۰۱۶). “On ...
  • Fasshauer, G.E. (۲۰۰۷). “Mesh-free Approximation Methods with MATLAB, volume ۴۴, ...
  • Fasshauer, G.E., Zhang, J.G. (۲۰۰۷). “On choosing 'optimal' shape parameters ...
  • Fornberg, B., Flyer, N. (۲۰۱۵).“A primer on radial basis functions ...
  • Fornberg, B., Flyer, N. (۲۰۱۵). “Solving PDEs with radial basis ...
  • Fornberg, B., Piret, C. (۲۰۰۸). “On choosing a radial basis ...
  • Fornberg, B., Bayona, V., Flyer, N., Barnett, G.A. (۲۰۱۷). “On ...
  • Haghighi, D., Abbasbandy, S., Shivanian, E. (۲۰۲۳). “Study of the ...
  • Hardy, R.L. (۱۹۷۱). “Multiquadric equations of topography and other irregular ...
  • Hosseinzadeh, N., Shivanian, E., Fairooz, M.Z., Chegini, T.G. (۲۰۲۵). “A ...
  • Kansa, E.J. (۱۹۹۰). “Multiquadrics—A scattered data approximation scheme with applications ...
  • Kansa, E.J. (۱۹۹۰). “Multiquadrics—A scattered data approximation scheme with applications ...
  • Moscoso, M., Bayona, V., Kindelan, M. (۲۰۱۱). “Optimal constant shape ...
  • Moscoso, M., Bayona, V., Kindelan, M. (۲۰۱۲). “Optimal variable shape ...
  • Phys, J.C. (۲۰۰۶). “Scattered node compact finite difference-type formulas generated ...
  • An efficient RBF-FD method using polyharmonic splines alongside polynomials for the numerical solution of two-dimensional PDEs held on irregular domains and subject to Dirichlet and Robin boundary conditions [مقاله ژورنالی]
  • Schaback, R. (۱۹۹۵). “Error estimates and condition numbers for radial ...
  • Shirzadi, M., Dehghan, M., Foroush Bastani, A. (۲۰۲۱). “A trustable ...
  • Shivanian, E., Khodabandehlo, H.R., Abbasbandy, S. (۲۰۲۲). “Numerical solution of ...
  • Shivanian, E., Jafarabadi, A., Chegini, T.G., Dinmohammadi, A. (۲۰۲۵). “Analysis ...
  • Shivanian, E., Hajimohammadi, Z., Baharifard, F., Parand, K., Kazemi, R. ...
  • نمایش کامل مراجع