Quasilinearized Genocchi-polynomial collocation for efficient simulation of a nonlinear SIRV anthrax transmission model
سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 53
فایل این مقاله در 28 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد
- صدور گواهی نمایه سازی
- من نویسنده این مقاله هستم
استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:
شناسه ملی سند علمی:
JR_IJNAO-16-38_014
تاریخ نمایه سازی: 14 مرداد 1405
چکیده مقاله:
Mathematical models of anthrax transmission often involve strong nonlinearities that challenge standard solvers and can limit robust inference. We present a four-compartment (SIRV) animal anthrax model and an efficient numerical framework that combines quasilinearization with a shifted Genocchi-polynomial collocation scheme (Genocchi–QLM). We provide convergence and error analyses for the approximations on a finite interval and construct a residual-error diagnostic to certify solution quality. Across representative parameter sets, Genocchi–QLM achieves rapid convergence and close agreement with a benchmark Runge–Kutta implementation (ode۴۵), while maintaining numerical stability over long horizons. We further assess practical relevance by comparing simulated infected-case trajectories to reported outbreak patterns from endemic settings, observing qualitative agreement in rise-and-decay phases consistent with recovery, mortality, vaccination, and waning-immunity mechanisms. Sensitivity exploration highlights how vaccination rate and immunity waning jointly shape persistence. Because the method converts a nonlinear initial-value problem into a sequence of linear systems with sparse structure, it is readily extensible to higher-dimensional or controlled models and can be adapted to fractional or stochastic variants. These results indicate that Genocchi–QLM is a fast, accurate, and scalable tool for solving nonlinear epidemiological systems and for supporting data-informed analysis of anthrax control strategies.
کلیدواژه ها:
نویسندگان
Nesreen Mohamed
Department of Basic Science, Faculty of Engineering, Horus University, New Damietta ۳۴۵۱۷, Egypt.
Mohamed ElGamel
Department of Mathematics and Engineering Physics, Faculty of Engineering, Mansoura University, Mansoura ۳۵۵۱۶, Egypt.
Waleed Adel
Department of Mathematics and Engineering Physics, Faculty of Engineering, Mansoura University, Mansoura ۳۵۵۱۶, Egypt.
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 :