I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   1 6 ,   N o .   3 D e c e m b e r   201 9 ,   pp .   1430 ~ 1438   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 6 .i 3 . pp 143 0 - 1438             1430       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   S o l u t i o n o f   r e a c t i o n - d i f f u si o n   e q u a t i o n u s i n g   s i m i l a r i t y   r e d u c t i o n   a n d   HS S OR   i t e r a t i o n       N u r   A fz M at   A l i ,   R o s tan R ah m an ,   Ju m at  S u l ai m an ,   K h ad i z ah   G h az al i   F a c ul t y   o f   S c i e nc e   a nd   N a t u r a l   R e s o ur c e s ,   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a ( U M S ) ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   D e c   3 0 ,   2018   R e v i s e A pr   23 ,   2019   A c c e pt e J un   28 ,   201 9       S i m i l a r i t y   m e t ho i s   us e i f i n di ng   t he   s o l u t i o ns   o f   pa r t i a l   d i f f e r e n t i a l   e qua t i o ( P D E )   i r e duc t i o t o   t he   c o r r e s po ndi ng   o r di na r y   d i f f e r e n t i a l   e qua t i o ( O D E )   w h i c a r e   no t   e a s i l y   i nt e g r a b l e   i t e r m s   o f   e l e m e nt a r y   o r   t a bu l a t e f unc t i o ns .   T he n ,   t h e   H a l f - S w e e S uc c e s s i v e   O v e r - R e l a xa t i o ( H S S O R )   i t e r a t i v e   m e t ho i s   a pp l i e i s o l v i ng   t h e   s p a r s e   l i n e a r   s y s t e m   w hi c i s   g e ne r a t e f r o m   t h e   d i s c r e t i z a t i o p r o c e s s   o f   t he   c o r r e s po ndi ng   s e c o nd  o r de r   O D E s   w i t D i r i c hl e t   bo unda r y   c o ndi t i o ns .   B a s i c a l l y ,   t hi s   O D E s   ha s   be e c o ns t r uc t e f r o m   o ne - di m e ns i o na l   r e a c t i o n - di f f us i o e q ua t i o ns   by   us i ng   w a v e   v a r i a bl e   t r a ns f o r m a t i o n.   H a v i ng   a   l a r g e - s c a l e   a n s pa r s e   l i ne a r   s y s t e m ,   w e   c o nduc t   t he   pe r f o r m a nc e s   a na l y s i s   o f   t hr e e   i t e r a t i v e   m e t ho ds   s uc a s   F u l l - s w e e G a us s - S e i de l   ( F S G S ) ,   F u l l - s w e e p   S uc c e s s i v e   O v e r - R e l a xa t i o ( F S S O R )   a nd  H S S O R   i t e r a t i v e   m e t ho ds   t o   e xa m i ne   t he   e f f e c t i v e ne s s   o f   t he i r   c om put a t i o na l   c o s t .   T he r e f o r e ,   f o ur   e xa m pl e s   o f   t he s e   pr o bl e m s   w e r e   t e s t e d   t o   o bs e r v e   t he   pe r f o r m a nc e   o f   t he   pr o po s e i t e r a t i v e   m e t ho ds .     T hr o ug ho ut   i m pl e m e n t a t i o o f   num e r i c a l   e xpe r i m e n t s ,   t h r e e   pa r a m e t e r s   h a v e   be e n   c o ns i de r e w hi c a r e   num be r   o f   i t e r a t i o ns ,   e x e c ut i o t i m e   a nd  m a xi m um   a bs o l u t e   e r r o r .   A c c o r di ng   t o   t h e   num e r i c a l   r e s ul t s ,   t he   H S S O R   m e t ho i s   t he   m o s t   e f f i c i e nt   i t e r a t i v e   m e t ho i s o l v i ng   t he   pr o po s e pr o b l e m   w i t t he   l e a s t   num be r   o f   i t e r a t i o n s   a nd  e x e c ut i o t i m e   f o l l o w e b y   F S S O R   a nd  F S G S   i t e r a t i v e   m e t ho ds .   Ke y w or d s :   F i ni t e   d i f f e r e n c e   H S S O R   i t e r a t i o n     R e a c t i o n - d i f f us i o n   e qu a t i o n     W a v e   v a r i a b l e   t ra n s f o r m a t i o n   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N ur  A f z a   M a t   A l i ,   F a c ul t y   of   S c i e n c e   a n d   N a t u ra l   R e s o ur c e s ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a h S a b a h,   M a l a y s i a .   E m a i l :   a f z a m a t a l i @ y a h o o . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   p r o b l e m   of   pa ra b o l i c   P D E s   a r e   v e r y   i m po r t a nt   t o   b e   s o l v e d   n um e r i c a l l y   s i n c e   t h i s   p r o b l e m   w i l l   b e   a ppl i e i n   v a ri e t y   of   a ppl i c a t i o n   i n c l udi ng  i n   b r a n c h e s   of   s c i e n c e   a n e n g i n e e r i ng  [1 - 3] .   T h e r e fo r e ,   i t   i s   c l e a rl y   s h ow e t h a t   de v e l o p m e n t   o f     a n   e f f i c i e n t   a nd  r e l i a b l e   m e t h o i s   v e r y   n e e de i n   t a c kl i ng  t hi s   i s s ue .     A c t ua l l y ,   i t   i s   n e c e s s a r y   t o   us e   t h e   num e r i c a l   a pp r o a c i m a n y   a ppl i c a t i o n   p a r t s   t o   ge t   a a pp r o xi m a t e   s o l ut i o n   o f   o n e - di m e n s i o na l   r e a c t i o n - di f f us i o n   e qua t i o n I t h e   s i m i l a c o n t e xt ,   s e v e r a l   num e r i c a l   m e t h o ds   s uc h   a s   H o pf   B i f ur c a t i o n   [ 4]  a nd  M e t h o o f   M o m e n t s   [5 ha v e   b e e n   p r o po s e t o   s o l v e   pa r t i c ul a rl y   o n   m a t h e m a t i c a l   m o de l s   b a s e o n   di f f e r e n t i a l   e qua t i o n s .   A pa rt   f r o m   t h e   a b o ve   n u m e r i c a l   m e t h o ds ,   t h e   us e   o f   t h e   di s c r e t i z a t i o n   p r o c e s s   v i a   t h e   t w o - l e ve l   [6]  o r   t hr e e - l e v e l   s c h e m e   [7]   o f   f i n i t e   di f f e r e n c e   m e t h o pa r t i c ul a rl y   a n   i m p l i c i t   o C r a nk - N i c o l s o n   ha s   b e e n   i m po s e t o   di s c r e t i z e   t h e   m a t h e m a t i c a l   m o de l s   a nd  t h e ge t   t h e   c o r r e s po n di ng  a pp r o xi m a t i o n   e qua t i o n.   It   c a n   b e   ob s e r ve t ha t   t hi s   a pp r o xi m a t i o n   e qua t i o n   l e a ds   a   s e que n c e   of   c o r r e s po n di ng  l i n e a r   s y s t e m s   a t   e a c h   t i m e   l e v e l .   It   m e a n s   t ha t   t h e s e   l i n e a r   s y s t e m s   n e e t be   s o l v e d   i t e ra t i v e l y   o r   di r e c t l y .   D i r e c t l y ,   t h e   c o m put a t i o na l   t i m e   of   ge t t i ng  a n   a p p r o xi m a t e   s o l ut i o n   w i l l   b e   i n c r e a s i n due   t o   t h e i r   h i g h   c o m put a t i o n a l   c o m pl e xi t y .   T o   a v o i t h i s   m a t t e r ,   th i s   s t udy   h a s   p r o po s e t h e   s i m i l a ri t y   r e duc t i o n   m e t h o d   r e duc e   t h e   c o m put a t i o n a l   c o m pl e xi t y   dur i n t h e   di s c r e t i z a t i o n   p r o c e s s   i n   o r de r   t o   fo r m   a   s i ngl e   s i m i l a ri t y   l i n e a s y s t e m .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sol ut i ons   of   r e a c t i on - d i f f us i on   e q uat i ons   us i ng   s i m i l ar i t y   r e d uc t i on  and   H SSO R   i t e r a t i on   ( Nur   A f z Mat   A l i )   1431   S i n c e   ha v i n t h e   s i m i l a ri t y   l i n e a r   s y s t e m   a s   m e n t i o n e i n   t h e   f i r s t   pa ra g r a p h ,   w e   fo c us   o n   us i n g   S uc c e s s i ve   O v e r   Re l a xa t i o n   (S O R m e t h o c o m b i n e w i t h   H a l f - S w e e ( H S c o n c e pt   w h e r e a s   t hi s   i t e r a t i v e   m e t h o i s   v e r y   us e f ul   i n   o r de r   t o   s o l ve   s pa r s e   l i n e a r   s y s t e m s   [ 8 ].   B a s e o n   t h e   pr e v i o us   s t udi e s   of  s o l v i n l i n e a r   s y s t e m s   c o n duc t e by   Y o un [9]  a s   w e l l   a s   H a c k b us c h   [1 0],   t h e y   p o i n t e o ut   t h a t   S O R   m e t h o i s   o n e   of   t h e   e ffe c t i ve   po i n t   i t e r a t i v e   m e t h o ds   i n   s o l v i n a   l a rge   s c a l e   a nd  s pa r s e   l i n e a r   s y s t e m .   D ue   t o   i t s   a dv a n t a ge   of   us i n S O R   i t e r a t i o n,   t h e   s i m ul a t i o n   p r o c e s s   w i l l   c o n v e r ge   f a s t e r   i n   w h i c h   t h e i r   e xe c ut i o n   t i m e   a n n u m b e r   of   i t e ra t i o n s   ge t   s m a l l e i n   s o l v i n t h e   o n e - di m e n s i o n a l   re a c t i o n - di f f us i o n   e qua t i o n   a s   c o m pa r e t o   G S   m e t h o d.     In  t hi s   pa pe r,   t h e   m a i n   o b j e c t i v e   i s   t o   de a l   w i t e ff e c t i v e n e s s   of   H S S O R   i t e r a t i v e   m e t h o w i t h   t h e   s i m i l a ri t y   r e duc t i o n   i s o l v i n g   o n e - di m e n s i o na l   r e a c t i o n - di f fus i o n   e qu a t i o n .   T o   e xa m i n e   t h e   e f fe c t i ve n e s s   of  t h i s   c o m b i na t i o n ,   l e t   us   c o n s i de r   t h e   o n e - d i m e n s i o na l   r e a c t i o n - d i f f us i o n   e qua t i o a s   f o l l o w s .     T t n x t x u t p t u t u 0 , 0 , , 2 2   (1)     w i t t h e   i n i t i a l   c o n di t i o n     n x x f x u 0 , 0 ,       a n t h e   b o un da r y   c o n di t i o n s     T t t g t n u T t t g t u 0 , , , 0 , , 0 1 0     w h e r e   E g g f , , , , 1 0   a n   a r e   k n o w n ,   w hi l e   t h e   f un c t i o n s   u   n e e t o   b e   de t e rm i n e d .     I n   o r de t o   de v e l o p   a n   a pp r o xi m a t i o n   e qu a t i o n   o f   pr o b l e m   (1),   l e t   l e n g t h   o f   n , 0   fo r   de ri v a t i o n   o f   t h e   n   s ub i nt e r v a l   o ve r   t h e   o r i gi na l   i nt e rn a l   n , 0   f i n i t e   di f f e r e n c e   s c h e m e   b e   gi v e n   a s   f o l l ow s     , 0 h n n x   (2)     B a s e o n   e qua t i o n   ( 2),   t h e   d i s t ri b ut i o o f   un i f o r m l y   gri p o i n t s   o v e r   t h e   s o l ut i o n   do m a i n   n , 0   i s   i l l us t r a t e i F i gu r e   1             F i gu r e   1 .   F i ni t e   g r i d   n e t w o r f o r   s o l ut i o n   do m a i a t   n =8       F o r   t h e   n e x t   di s c us s i o n ,   t hi s   pa pe r   i s   o r g a n i z e a s   fo l l ow s .   In   s e c t i o n   2,   di s c r e t i z a t i o n   o t h e   s i m i l a ri t y   pr o b l e m   w h i c h   i s   de ri v e by   pr ob l e m   (1)  i s   c a rr i e o ut   by   us i n s e c o n d - o r de r   c e n t ra l   f i ni t e   di f fe r e n c e   s c h e m e s   t o   ge n e r a t e   a   l i n e a r   s y s t e m .   I n   s e c t i o n   3,   w e   s h ow   t h e   fo r m u l a t i o n   o f   H S S O R   i n   o r de r   t o   s o l ve   t h e   c o r r e s po n d i n l i n e a r   s y s t e m .   T h e n ,   f o ur   t e s t e n u m e ri c a l   r e s ul t s   a n t h e i r   d i s c us s i o n   a r e   g i v e n   i s e c t i o n   4.   F i na l l y ,   i n   s e c t i o 5   w e   gi v e   s o m e   c o n c l us i o n s   a nd   f ut u r e   w o r f o r   t hi s   p r o b l e m .       2.   S I M I LA R I TY   R ED U C TI O N   V I A   H A LF - S WEEP   F I N I TE  D I F F ER EN C S C H E M E   In   t h i s   s e c t i o n ,   a   l i n e a r   s y s t e m   i s   ge n e r a t e us i ng  a   f i n i t e   di f fe r e n c e   a pp r o xi m a t e   e qua t i o n.   B e f o r e   ha v i ng  t hi s   l i n e a r   s y s t e m ,   t h e   s i m i l a ri t i e s   r e duc t i o n   m e t h o d   w i l l   b e   i m po s e i n t o   p r o b l e m   (1)  w h i c h   m e a n s   t h a t   P D E   ( 1)  w i l l   b e   r e duc e t o   a n   O D E   i o r de r   t o   f o r m   o nl y   a   l i n e a s y s t e m .   I n   a ddi t i o n   t o   do   t h a t ,   t h e r e   a r e   v a r i o us   t e c hni que s   f o r   P D E   t o   be   r e duc e d   t o   a O D E   i n c l u de   v a r i o us   i nt e g r a l   t r a n s f o r m   a nd  e i ge n f un c t i o e xpa n s i o n s   [11] H ow e ve r ,   t hi s   s t udy   us e   t h e   s i m i l a r i t i e s   r e duc t i o n   fo r   P D E   n a m e l y   w a v e   v a ri a b l e   t r a n s f o r m a t i o n   t e c hni que .   T h e   e s s e n t i a l   i de a   o f   t h i s   pr o c e dur e   i s   t o   s e e s o l ut i o n s   o f   t h e   fo r m   t x u ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 6 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 01 9   :     1 4 3 0   -   1 4 3 8   1432   b e c o m e s   u   w h e r e   ct x   i s   c a l l e a s   w a v e   v a r i a b l e   [12 ,   13] .   T o   a ppl y   t h i s   r e duc t i o n ,   t h e   ge n e r a l   l i n e a P D E   i s   c o n s i de r e d   a n d   g i v e n   a s   f o l l ow s     0 , , , , , tt xx t x u u u u u J   (3)     T h e   f o l l ow i n e qu a t i o (4)   s h o w s   t h e   ge n e ra l   l i n e a r   O D E   a f t e r   a ppl y i n g   w a v e   v a r i a b l e   t r a n s f o r m     0 , , ,  u u u K   (4)     B e fo r e   di s c r e t i z i n g   t h e   p r o po s e pr o b l e m   i n   e qu a t i o n   (1 ) ,   l e t   us   c o n s i de r   t h e   f o l l ow i n t e r m s   o f   w a ve   v a r i a b l e   t r a n s f o r m a t i o t o   r e duc e   t h e   v a r i a b l e s   i e qua t i o (1 a s   f o l l ow s     . , , , 2 2 2 2 2 2 2 2 2 x x c t c t   (5)     By   us i n t h e   c o rr e s po n di n t e rm s   (5) ,   p r o b l e m   (1)  c a n   b e   e a s i l y   t r a n s f o r m e i n t o   t h e   l i n e a r   O D E   a n s t a t e   a s   fo l l ow s     u p u c u 2 2   (6)     F i gu r e   s h o w s   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   o f   t h e   F ul l - s w e e (F S a n H a l f - s w e e p   ( H S i t e r a t i o n s   t ha t   w i l l   c o m put e   t h e   a pp r o xi m a t e   v a l ue s   o f   i n t e r i o n o de   po i n t s   o t y p e       o n l y   un t i l   t h e   c o n v e r ge n c e   c r i t e r i o n   i s   r e a c h e d.   M e a n w hi l e ,   t h e   n o de   po i n t s   t y pe        s h o w s   t h e   ot h e r   a pp r o xi m a t e   s o l ut i o n s   a t   r e m a i ni n po i n t s   w h i c s o l v i n g   b y   us i n g   d i r e c t   m e t h o ds   [1 4] .         (a )       (b )     F i gu r e   2 .   ( a )   a n d   (b r e p r e s e n t   t h e   i l l us t ra t i o o f   f i n i t e   g ri d   n e t w o r f o r   F S   a n d   H S   i t e r a t i o n   r e s pe c t i v e l y       By   c o n s i de r i n g   t h e   d i s t r i b ut i o n   o f   n o de   po i nt s   i F i gu r e   1 ,   F i gu r e   2 ( a a nd  F i gu r e   2 (b r e p r e s e n t   t h e   i l l us t r a t i o n   o f   f i n i t e   g r i n e t w o r fo r   F S   a n H S   i t e r a t i o n   r e s pe c t i v e l y .   A c c o r di n t o   F i gu r e   2,   i t   s e e m s   t h a t   t h e   i m p l e m e n t a t i o n   o f   t h e   H S   i t e r a t i o n   j us t   i n v o l v e s   h a l f   of   w h o l e   i nn e r   n o de   po i n t s   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   2(b c o m pa r e w i t h   t h e   F S   i t e r a t i o n   a s   s h o w n   i F i gu r e   2( a ) .   T h e n,   i n   o rde r   t o   c o n s t ruc t   t h e   ge n e r a t e l i n e a s y s t e m ,   l e t   t h e   c o r r e s po n di ng  O D E   (6)  b e   di s c r e t i z e by   a ppl y i n t h e   s e c o n d - o r de r   H S   c e n t ra l   f i n i t e   di f fe r e n c e   s c h e m e   t o   fo r m   t h e   c o r r e s po n di ng  a pp r o xi m a t i o n   e qua t i o n .   B e fo r e   di s c r e t i z i ng  e qua t i o n   (6),   l e t   us   c o n s i de r   t h e   f o l l ow i n g   s e c o n d - o r de H S   c e n t r a l   f i ni t e   d i f fe r e n c e   s c h e m e s   [ 14] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sol ut i ons   of   r e a c t i on - d i f f us i on   e q uat i ons   us i ng   s i m i l ar i t y   r e d uc t i on  and   H SSO R   i t e r a t i on   ( Nur   A f z Mat   A l i )   1433   2 2 2 2 2 2 2 4 2 4 h u u u d u d h u u d du i i i i i i i   (7)     T h us ,   by   i m po s i n t h e   s e c o n d - o r de r   H S   c e n t r a l   di f f e r e n c e   s c h e m e   i n   e qua t i o n   (7) ,   t h e   s e c o n d - o r de r   H S   f i n i t e   di f fe r e n c e   a p p r o xi m a t i o n   e qu a t i o f o r   p r o b l e m   (6)  c a b e   f o r m e a s   f o l l ow s       i i i i i i i i u p h u u c h u u u 4 4 2 2 2 2 2 2   (8)     F o r   c o n v e n i e n c e ,   w e   s i m pl i fy   e qua t i o (8)   a n d   r e w r i t e   i t   i t h e   f o l l ow i n g   e qua t i o n     2 ,..., 6 , 4 , 2 , 2 2 n i Cu u B Au i i i i i   (9)     w h e r e     . 4 4 , 2 , 4 4 2 2 2 h c h C h p B h c h A i i     T h e   f o l l ow i n l i n e a r   s y s t e m   ge n e ra t e us i n f i n i t e   di f f e r e n c e   m e t h o c a b e   e a s i l y   s h o w   n   i n   m a t r i x   f o r m   a s   fo l l ow s     U W   (10)     w h e r e     . 2 4 6 4 2 0 2 4 6 4 2 2 4 6 4 2 n n n n n n n CU AU U U U U U U B A C B A C B A C B A C B W     A c c o r di n t o   l i n e a s y s t e m   (10),   i t   c a n   b e   r e v e a l e t h a t   t h e   c oe ff i c i e n t   m a t ri A   i s   c a t e go r i z e a s   l a r ge - s c a l e   a n s p a r s e   m a t r i x.   D ue   t o   ge t   t h e   s i m i l a r i t y   s o l ut i o n   o f   l i n e a r   s y s t e m   (10),   t h e   i t e ra t i v e   m e t h o i s   t h e   ke y   t o   t h e   s o l ut i o o f   t h e   l i n e a s y s t e m .   T h e r e fo r e ,   w e   c o n s i de r   t h e   i t e ra t i v e   m e t h o ds   s uc h   a s   H S S O R ,   F S S O R   a n d   F S G S   i s o l v i n g   t h e   l i n e a s y s t e m   (10)  a s   e xpl a i n e i t h e   n e x t   s e c t i o n.       3.   F O R M U LA TI O N   O F   H A LF - S WE EP   S O R   I TER A TI O N   A s   m e n t i o n e i n   s e c t i o n   2,   t h e   i t e r a t i v e   m e t h o n a m e l y   S O R   i s   a ppl i e w i t h   c o m b i n a t i o n   o f   H S   c o n c e pt   t s o l ve   t h e   s pa r s e   l i n e a r   s y s t e m   (10).   T h e   H S   i t e r a t i o n   c o n c e pt   i s   kn ow n   a s   t h e   c o m pl e xi t y   r e duc t i o n   a pp r o a c [15 w h i c h   i s   i n t r o duc e by   A b dul l a h   [ 16 ].   D ue   t o   i t s   a dv a n t a ge ,   m a n y   a ut h o r s   ha v e   b e e n   a t t ra c t e t o   us e   t h e   a ppl i c a t i o n s   of   t h e   H S   i t e r a t i o n   c o n c e pt   i n   s o l v i ng  t h e   n um e r i c a l   i s s ue s   i n   t h e i r   r e s e a r c h   [17 - 20 ].   T h e r e f o r e ,   t h e   c o rr e s po n d i n g   s pa r s e   l i n e a s y s t e m   (10)   a l s o   ha s   b e e n   s o l v e by   us i n t h e   H S   i t e r a t i o c o n c e pt   v i a   t h e   S O R   m e t h o s i n c e   t h e   S O R   m e t h o i s   t h e   c o m m o n   o pt i o f o r   e ff i c i e n t   s o l ut i o n.   B a s e o H a dj i di m o s   [21]  a nd  Y o un [22 ] ,   t h e y   h a v e   m e n t i o n e t ha t   t h e   S O R   m e t h o i s   o n e   o f   t h e   m o s t   k n o w n   a n w i de l y   us e d   i t e ra t i v e   m e t h o i s o l v i n g   a n y   s y s t e m   of   l i n e a e qua t i o n s .   In   o rde r   t o   i m p l e m e n t   t h e   i t e ra t i v e   pr o c e s s ,   l e t   t h e   f o r m ul a t i o n   of   t h e   H S S O i t e r a t i v e   m e t h o ds   b e   c o n s t r uc t e f r o m   t h e   a pp r o xi m a t i o n   e qua t i o n   (9)  by   c o n s i de r i ng  t h e   f o l l ow i n s pl i t t i n o f   i t s   c oe ff i c i e n t   m a t r i x   a s :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 6 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 01 9   :     1 4 3 0   -   1 4 3 8   1434   V L D W   (11)     w h e r e   e a c h   m a t r i x   o f   D ,   L   a n V   c a b e   de f i n e a s     . 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 , 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 , 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 4 6 4 2 C C C C V A A A A L B B B B B D n n   By   m a ni pul a t i n e qu a t i o n   (11) ,   i t   c a b e   s h o w e t h a t   t h e   g e n e ra l   f o r m   o f   H S S O R   i t e r a t i v e   m e t h o ds   c a b e   s t a t e a s   [ 18,   19]     k k k U V L D U U 1 1 1   (12)     A c t ua l l y ,   S O R   m e t h o i s   ge n e r a l i z a t i o a n d   i m p r o v e m e n t   o t h e   G a us s - S e i de l   (G S m e t h o t o ge t h e w i t h   t h e   w e i gh t e p a r a m e t e r,     i n   t h e   ra n ge   o f   2 1 .   F o r   1 ,   t h e   S O R   b e c o m e s   t h e   G S   m e t h o d.   W e i gh t e p a r a m e t e r   c a n   b e   de t e r m i n e e s s e n t i a l l y   by   s e que nt i a l l y   s e l e c t i n a   v a l ue   w i t h   s o m e   a c c ur a c y   un t i l   t h e   o pt i m a l   v a l ue   c a n   b e   ob t a i n e d.   B a s e o n   e qua t i o n   (12) ,   t h e   ge n e ra l   a l go ri t hm   f o r   t h e   i m pl e m e n t a t i o n   of  H S S O R   i t e r a t i v e   m e t h o i s o l v i ng  t h e   l i n e a s y s t e m   (10)   m a y   b e   de m o n s t ra t e d   i A l go r i t h m   1   [ 23 ].   A l go r i t h m   1 :   H S S O R   i t e r a t i o n   i.   S e t   a l l   t h e   p a r a m e t e r s .   ii.   A s s i gn  t h e   o pt i m a l   v a l ue   o f   .     i i i .   S o l ve   t h e   s y s t e m   by   c a l c ul a t i n g   t h e   v a l ue   o f       us i ng     k k k U V L D U U 1 1 1 .     i v .   P e r f o r m   t h e   c o n v e r ge n c e   t e s t ,   10 1 10 k i k i U U .   If   y e s ,   m ov e   t o   s t e (v ).   O t h e r w i s e   go   t s t e (i i i ) .   v.   S t o p .       4.   N U M ER I C A R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   In   t hi s   s e c t i o n ,   f o ur   n u m e r i c a l   t e s t s   ha v e   b e e n   c o n duc t e i o r de r   t o   v e r i fy   t h e   e ffe c t i ve n e s s   of   t h e   H S S O R   m e t h o a s   c o m pa r e d   w i t h   t h e   F S S O R   a nd  F S G S   m e t h o ds .   A s   a   c o m pa ri s o n   a m o n o f   t h e s e   t hr e e   i t e ra t i v e   m e t h o ds ,   t hr e e   c r i t e ri a   i n c l u di n num b e r   o f   i t e ra t i o ns ,   e xe c ut i o n   t i m e   w hi c h   m e a s u r e i n   s e c o n a n d   m a x i m u m   a b s o l ut e   e rr o a r e   c o n s i de r e d.   T hr o ug t h e   num e r i c a l   s i m ul a t i o n s ,   w e   h a v e   s e t   up  t h e   t o l e r a n c e   e rr o r,   10 10   a s   a   c o n v e r ge n c e   t e s t   a t   di ff e r e n t   s i z e s   g r i w h i c h   a r e   m   =   512,   1024,   2048 ,   4096   a nd  8192 W e   h a v e   us e m a xi m u m   a b s o l ut e   e rr o r   a s   s t o ppi n e rr o r   i n   w h i c h   i t   i s   v e r y   h e l pf ul   w h e n   t h e   c o n v e r g e n c e   i s   v e r y   s l ow   t o   c o n v e r ge .   W e   ha v e   t e s t e t h e   p r o po s e m e t h o ds   o t h e   f o l l ow i n g   f o ur   e xa m pl e s :     4. 1 .   Ex am p l e   [24 ]   L e t   us   c o n s i de t h e   o n e - di m e n s i o na l   p r o b l e m   a s   f o l l o w s       , s i n c o s 1 1 2 2 2 2 2 2 x x e t t t u t u t   (13)     w i t t h e   i n i t i a l   c o n di t i o n     1 0 , 0 , x x f x u     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sol ut i ons   of   r e a c t i on - d i f f us i on   e q uat i ons   us i ng   s i m i l ar i t y   r e d uc t i on  and   H SSO R   i t e r a t i on   ( Nur   A f z Mat   A l i )   1435   a n b o un d a r y   c o n di t i o n s     T t t g t u T t t g t u 0 , , 1 , 0 , , 0 1 0     T h e   a na l y t i c a l   s o l ut i o o f   pr o b l e m   (13)   i s       x x t t x u s i n c o s e x p , 2   (14)     4. 2 .   Ex am p l e   [25 ]   Co n s i de r   t h e   f o l l ow i n P D E   w hi c i s   f o un i n   m a n y   t ra n s po rt   p h e n o m e n a       1 0 , 0 , 6 4 2 2 x t x x u t u   (15)     w i t t h e   i n i t i a l   c o n di t i o n     1 0 1 s i n 0 , 2 x x x x x u     a n b o un d a r y   c o n di t i o n s     0 , 1 , 0 t u t u     T h e   a n a l y t i c a l   s o l ut i o o f   pr o b l e m   (15 )   i s       2 2 1 s i n , x x x e t x u t   (16)     4. 3 .   Ex am p l e   [26 ]   Co n s i de r   t h e   f o l l ow i n e qu a t i o     T t x x e t x u t t u t , 0 1 , 0 , , c o s c o s 3 c o s 2 2 2   (17)     w i t t h e   i n i t i a l   c o n di t i o n     1 , 0 , 0 , x x f x u     a n b o un d a r y   c o n di t i o n s     T t t g t u T t t g t u , 0 , 1 , 0 , 0 1 0     T h e   a n a l y t i c a l   s o l ut i o o f   pr o b l e m   (17 )   i s       x e t x u t c o s ,   (18)     4. 4 .   Ex am p l e   [27 ]   Co n s i de r   t h e   f o l l ow i n di f f us i o n   p r o b l e m                             , 2 2 u x u t u   (19)     w i t t h e   i n i t i a l   c o n di t i o n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 6 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 01 9   :     1 4 3 0   -   1 4 3 8   1436   x e x x u 0 ,       W h i l e ,   t h e   a n a l y t i c a l   s o l ut i o o f   pr o b l e m   (19 )   i s     t x xe e t x u ,   (20)     T a b l e   s h o w s   t h e   c o m pa ri s o n   o f   t h e   t hr e e   c r i t e ri a   by   us i n g   t hr e e   pu r po s e i t e r a t i v e   m e t h o ds   i n   o r de r   t o   e xa m i n e   t h e i r   pe r f o r m a n c e .   M e a n w hi l e ,   T a b l e   r e p r e s e n t s   t h e   pe r c e n t a ge   o f   r e duc t i o n   f o r   t h e   H S S O R   a n d   F S S O R   m e t h o a s   c o m pa r e d   t o   F S G S   i t e ra t i v e   m e t h o d.       T a b l e   1 .   Co m p a r i s o o f   t h e   t hr e e   c r i t e r i a   us i n g   H S S O R ,   F S S O R   a nd  F S G S   i t e r a t i v e   m e t h o ds   E X A M P L E   G RID   S IZ E S   IT E RA T IO N   N U M BE R   E X E C U T IO N   T IM E   (S E CO N D )   M A X I M U M   A BS O L U T E   E RRO R   F S G S   F S S O R   H S S O R   F S G S   F S S O R   H S S O R   F S G S   F S S O R   H S S O R   1   512   1 9 3 0 5 6   1617   792   3 . 7 8   0 . 0 6   0 . 0 2   2 . 2 2 4 9 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   1024   6 2 7 1 6 3   3271   1617   2 4 . 4 8   0 . 1 6   0 . 0 7   2 . 2 2 4 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2048   1 9 3 1 1 9 8   6580   3271   1 5 0 . 4 4   0 . 5 9   0 . 2 0   2 . 2 2 1 1 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   4096   5 4 2 0 2 9 0   1 7 0 6 4   6580   8 4 7 . 9 1   3 . 0 2   0 . 6 3   2 . 2 0 8 7 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   8192   1 2 4 0 8 1 3 5   3 2 2 3 1   1 7 0 6 4   3 8 8 1 . 5 6   1 1 . 3 4   3 . 0 1   2 . 1 5 9 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2 . 2 2 5 2 e - 02   2   512   2 7 5 9 8 2   1522   765   5 . 4 0   0 . 0 8   0 . 0 2   1 . 9 6 7 5 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   1024   9 6 0 4 1 3   2815   1522   3 7 . 3 8   0 . 1 5   0 . 0 6   1 . 9 6 8 2 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   2048   3 2 6 7 3 3 3   5388   2815   2 5 4 . 5 4   0 . 5 1   0 . 2 5   1 . 9 7 0 9 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   4096   1 0 7 7 1 5 2 9   1 4 6 8 7   5388   7 0 7 6 . 7 7   2 . 5 9   0 . 5 2   1 . 9 8 1 9 e - 02   1 . 9 6 7 3 e - 02   1 . 9 6 7 2 e - 02   8192   3 3 8 9 3 8 5 4   3 4 5 6 0   1 4 6 8 7   1 0 6 6 5 . 7 3   1 2 . 1 0   2 . 6 1   2 . 0 2 5 9 e - 02   1 . 9 6 7 3 e - 02   1 . 9 6 7 3 e - 02   3   512   3 6 8 9 2 0   2049   1025   8 . 5 9   0 . 0 8   0 . 0 3   5 . 5 1 8 3 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   5 . 5 1 8 6 e - 02   1024   1 3 2 9 0 1 1   4097   2049   6 1 . 6 5   0 . 2 5   0 . 1 0   5 . 5 1 7 5 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   2048   4 7 2 9 2 8 5   8193   4097   4 3 9 . 8 5   0 . 8 6   0 . 2 5   5 . 5 1 4 5 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   4096   1 6 5 6 9 9 5 3   2 4 1 5 5   8193   3 0 8 9 . 3 4   4 . 9 5   0 . 8 8   5 . 5 0 2 6 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   8192   5 6 8 9 0 7 8 7   4 6 3 5 0   2 4 1 5 5   2 1 2 2 1 . 0 7   1 9 . 0 0   5 . 0 1   5 . 4 5 5 0 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   5 . 5 1 8 5 e - 02   4   512   3 3 5 3 3 5   2049   1025   6 . 4 9   0 . 0 8   0 . 0 2   4 . 5 3 5 7 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   1024   1 1 9 7 6 4 7   4097   2049   4 6 . 2 4   0 . 2 0   0 . 0 7   4 . 5 3 5 0 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   2048   4 2 1 5 9 0 6   8193   4097   3 2 6 . 3 8   0 . 7 1   0 . 2 1   4 . 5 3 1 9 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   4096   1 4 5 6 5 0 9 4   2 2 5 4 0   8193   2 2 6 3 . 5 4   3 . 9 5   0 . 7 6   4 . 5 1 9 4 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   8192   4 9 0 6 6 6 6 5   4 3 1 7 4   2 2 5 4 0   1 5 2 3 9 . 6 3   1 5 . 1 1   3 . 9 4   4 . 4 6 9 7 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02   4 . 5 3 6 0 e - 02       A c c o r di n g   t o   T a b l e   1,   t h e   n u m e ri c a l   r e s ul t s   o f   fo ur   e xa m pl e s   s h o w   t ha t   t h e   pe r f o r m a n c e   of   pr o po s e d   i t e ra t i v e   m e t h o ds   c o n s i s t s   of   n um b e r   o i t e r a t i o n s ,   e xe c ut i o n   t i m e   i n   s e c o n ds   a n m a xi m u m   a b s o l ut e   e r r o r.   T h e s e   t hr e e   pa ra m e t e r s   ha v e   be e n   r e qui r e t o   c o m pa r e   t h e   e ff e c t i v e n e s s   o f   t hr e e   i t e ra t i v e   m e t h o ds   w h i c h   a r e   H S S O R ,   F S S O a n F S G S   i t e r a t i v e   m e t h o ds   i n   s o l v i n t h e   r e a c t i o n - d i f f us i o n   e qua t i o n s .    A s   w e   c a n   s e e ,   t h e   c o m b i na t i o n   b e t w e e n   S O R   m e t h o a n H S   a pp r o a c h   ha s   r e qui r e d   l e s s   num b e r   o f   i t e ra t i o n s   f o l l ow e b F S S O a n F S G S   m e t h o ds .   A l s o ,   w e   f o un t ha t   t h e   H S S O R   m e t h o i s   t h e   f a s t e s t   i t e r a t i o n s   p r o c e s s   i n   t e r m   of   e xe c ut i o n   t i m e   a t   e v e r y   gr i s i z e s   c o m pa r e o t h e m e t h o ds .           T a b l e   2 .   P e r c e n t a ge   r e duc t i o n   f o r   t h e   H S S O R   a n d   F S S O R   c om pa r e d   t o   F S G S   i t e ra t i v e   m e t h o d   E x a m p l e   N u m b e r   o It e ra t i o n s   T i m e   ( s e c o n d )   F S S O R   H S S O R   F S S O R   H S S O R   1   9 9 . 1 6   -   9 9 . 7 4   9 9 . 5 9 - 9 9 . 8 8   9 8 . 4 1   -   9 9 . 7 1   9 9 . 4 7   -   9 9 . 9 3   2   9 9 . 4 5   -   9 9 . 9 0   9 9 . 7 2   -   9 9 . 9 6   9 8 . 5 2   -   9 9 . 9 6   9 9 . 6 3   -   9 9 . 9 9   3   9 9 . 4 4   -   9 9 . 9 2   9 9 . 7 2   -   9 9 . 9 6   9 9 . 0 7   -   9 9 . 9 1   9 9 . 6 5   -   9 9 . 9 8   4   9 9 . 3 9   -   9 9 . 9 1   9 9 . 6 9   -   9 9 . 9 5   9 8 . 7 7   -   9 9 . 9 0   9 9 . 6 9   -   9 9 . 9 7       B a s e o n   t h e   pe r f o r m a n c e   a na l y s i s   i n   T a b l e   2,   t h e   pe r c e n t a ge   of   r e duc t i o n   f o r   num b e r   o f   i t e r a t i o n s   by   us i n H S S O R   i t e r a t i v e   m e t h o i s   a   l i t t l e   b i t   h i g h e r   t ha n   F S S O R   by   a ppr o xi m a t e l y   99. 59 99. 96%  a nd  99. 16 99. 92%  r e s pe c t i v e l y   c o m pa r e t o   F S G S   i t e ra t i v e   m e t h o d.   W hi l e   i n   t e rm s   o f   e xe c ut i o n   t i m e ,   H S S O a n F S S O R   pr o ve t o   be   v e r y   f a s t e r   by   a ppr o xi m a t e l y   99. 47 9 9. 9 9%  a n 9 8. 4 1 - 99 . 96%  r e s pe c t i v e l y   c o m pa r e t o   F S G S   i t e r a t i v e   m e t h o d.   It   c a n   b e   c o n c l ude t ha t   t h e   m o s t   e f f i c i e n t   i t e ra t i v e   m e t h o i n   t h i s   s t udy   i s   H S S O R   m e t h o a nd  f o l l ow e by   F S S O R   m e t h o d.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       Sol ut i ons   of   r e a c t i on - d i f f us i on   e q uat i ons   us i ng   s i m i l ar i t y   r e d uc t i on  and   H SSO R   i t e r a t i on   ( Nur   A f z Mat   A l i )   1437   5.   C O N C LU S I O N   T h i s   pa pe r   p r e s e nt s   t h e   s i m i l a ri t i e s   s o l ut i o n   t e c hni que   i n   a dv a n t a ge s   of   fo r m i ng  o n l y   a   l i n e a r   s y s t e m   t h a t   c a n   b e   r e duc e t h e   c o m put a t i o na l   c o m pl e xi t y   a n d   t i m e   du r i ng  t h e   i t e ra t i o n   p r o c e s s .   T h e n ,   t h e   a ppl i c a t i o n s   o f   t h e   H S   i t e r a t i o n   c o n c e pt   c o m b i n e w i t h   S O R   m e t h o c a n   b e   c a rr i e o ut   i s o l v i n t h e   s pa r s e   l i n e a r   s y s t e m s   t ha t   ha s   b e e n   ge n e ra t e f r o m   c o rr e s po n d i n s e c o n d - o r de r   H S   c e n t r a l   f i ni t e   d i f fe r e n c e   a pp r o xi m a t e   e qu a t i o n   v i a   s i m i l a r i t i e s   s o l ut i o n   t e c hn i que .   O t h e   w h o l e ,   t h e   n u m e ri c a l   r e s u l t s   ha v e   s h o w e d   t h a t   H S S O R   i t e r a t i v e   m e t h o i s   d ra s t i c a l l y   b e t t e r   t ha n   F S S O R   a n d   F S G S   i t e ra t i v e   m e t h o ds   due   t o   i t s   s m a l l e r   n u m b e r   o f   i t e ra t i o n s   a n e xe c ut i o t i m e .   F o r   t h e   f ut u r e   w o r k,   w e   w i l l   a p pl y   t h e   f a m i l y   of   qua rt e r - s w e e p   i t e ra t i o [28]   a s   l i n e a s o l v e r s   t o   s o l ve   t h i s   p r o b l e m .       A C K N O WL ED G E M EN TS     T h i s   w o r i s   s uppo r t e by   t h e   r e s e a r c h   g r a nt   s c h e m e   (G U G 0225 - 1/ 2018)  f r o m   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a h,   M a l a y s i a   f o r   t h e   c o m pl e t i o n   o f   t h i s   pa pe r .       R EF ER EN C ES     [ 1]   J .   R .   C a nno n ,   e t   a l . ,   D e t e r m i n a t i o o f   s o ur c e   pa r a m e t e r   i pa r a b o l i c   e qua t i o ns ,   M e c c ani c a ,   v o l .   27 ,   pp .   85 - 94 ,   1992 .     [ 2]   J .   R .   C a n no n,   e t   a l . ,   N um e r i c a l   pr o c e dur e s   f o r   t he   d e t e r m i na t i o o f   a unkno w c o e f f i c i e nt   i s e m i - l i n e a r   pa r a bo l i c   d i f f e r e n t i a l   e qua t i o ns ,   I nv e r s e   P r ob l e ms ,   v o l .   10,   p p.   22 7 - 243,   199 4.   [ 3]   M .   Z e r r o uka t ,   e t   a l . ,   E xp l i c i t   a nd  i m pl i c i t   m e s hl e s s   m e t ho ds   f o r   l i ne a r   a dv e c t i o n - di f f us i o t y pe   pa r t i a l   di f f e r e nt i a l   e qua t i o ns ,   I nt e r n at i ona l   J o ur na l   f o r   N um e r i c al   M e t hod s   i n   E ng i ne e r i ng ,   v o l .   48 ,   p p.   19 - 35 ,   20 00.   [ 4]   G .   Z ha o   a nd   Y .   L i ,   H o pf   B i f ur c a t i o i N um e r i c a l   A ppr o xi m a t i o f o r   t he   G e ne r a l i z e L i e na r E q ua t i o w i t h   F i n i t e   D e l a y ,   T E L K O M N I K A   I n done s i an   J ou r na l   of   E l e c t r i c al   E ng i ne e r i ng ,   v o l .   14 ,   pp .   1 40 - 146 ,   2015 .   [ 5]   A .   H .   P .   M o ha m m a d i ,   e t   a l . ,   C o m pa r i s o o f   s hi e l di ng   e f f e c t i v e n e s s   i c o m pl e c ur v e s t r uc t ur e   w i t d i f f e r e n t   num e r i c a l   m e t ho ds ,   F D T D ,   M O M   a nd  e qu i v a l e nt   c i r c ui t ,   I ndo ne s i an  J o ur n al   o f   E l e c t r i c al   E n gi ne e r i n and   C om put e r   Sc i e nc e   ( I J E E C S) ,   v o l .   12 ,   pp .   1010 - 10 19,   2 018 .   [ 6]   J .   M V a qu e r o   a nd   S .   S a j a v i č i u s ,   T he   t w o - l e v e l   f i ni t e   d i f f e r e nc e   s c he m e s   f o r   t he   he a t   e qua t i o w i t no nl o c a l   i ni t i a l   c o ndi t i o n,   A p pl i e M a t he m at i c s   a nd  C om pu t a t i o n ,   v o l .   342 ,   pp .   166 - 177 ,   201 9.   [ 7]   I .   K .   K a ba   a nd   W .   D a i ,   A   s t a bl e   t h r e e - l e v e l   f i ni t e   d i f f e r e nc e   s c he m e   f o r   s o l v i ng   t he   pa r a bo l i c   t w o - s t e m o de l   i a   3D   m i c r o - s phe r e   he a t e by   ul t r a s ho r t - pu l s e l a s e r s ,   J ou r na l   o f   C o m put a t i ona l   an A pp l i e M a t he m at i c s ,   v o l .   181 ,   pp.   12 5 - 147,   2 005 .   [ 8]   A .   S a udi   a n d   J .   S ul a i m a n,   P a t pl a nn i ng   f o r   m o bi l e   r o bo t   w i t h a l f - s w e e s uc c e s s i v e   o v e r - r e l a xa t i o ( H S S O R )   it e r a t i v e   m e t ho d ,   P r oc e e di ng s   o f   t he   Sy m p os i um   on   P r ogr e s s   i I n f o r m at i on   &   C om m uni c a t i on  T e c hno l ogy ,   K ual a   L um pur ,   pp .   5 7 - 62,   20 09 .   [ 9]   D .   M .   Y o ung ,   I t e r a t i v e   s o l ut i o o f   l a r g e   l i ne a r   s y s t e m s ,   N e w   Y o r k ,   A c a de m i c   P r e s s ,   1971 .   [ 10]   W .   H a c kbus c h,   I t e r a t i v e   s o l u t i o o f   l a r g e   s p a r s e   s y s t e m s   o f   e qua t i o ns ,   F i r s t   E d i t i o n ,   N e w   Y o r k S p r i ng e r - V e r l a g ,   1994 .   [ 11]   R .   B e r n a t z ,   F o ur i e r   s e r i e s   a nd  num e r i c a l   m e t ho ds   f o r   pa r t i a l   d i f f e r e nt i a l   e qu a t i o ns ,   H o bo ke n ,   J o hn  W i l e y   &   S o ns ,   2010 .   [ 12]   A .   M .   W a z w a z ,   T he   s i ne - c o s i ne   m e t ho f o r   ha ndl i ng   no nl i ne a r   w a v e   e qua t i o ns ,   M a t he m at i c a l   and  C om pu t e r   M ode l l i ng ,   v o l .   40 ,   p p.   4 99 - 508 ,   2004 .   [ 13]   S .   B i bi   a nd   S .   T .   M o hy ud - D i n,   T r a v e l l i ng   w a v e   s o l ut i o ns   o f   K dV s   us i ng   s i ne - c o s i ne   m e t ho d,   J ou r na l   o f   t he   A s s o c i a t i on   of   A r ab   U n i v e r s i t i e s   f or   B a s i c   and   A pp l i e Sc i e nc e s ,   v ol .   15 ,   pp .   90 - 93 ,   2 014 .   [ 14]   J .   S ul a i m a n,   e t   a l . ,   I m pl i c i t   f i ni t e   di f f e r e nc e   s o l ut i o ns   o f   o ne - di m e ns i o na l   b ur g e r s   e qu a t i o us i ng   ne w t o n H S S O R   m e t ho d,   I nt e r nat i on al   C on f e r e nc e   on   M at he m at i c a l   S c i e nc e s   an St a t i s t i c s ,   K ua l a   L um p ur ,   pp.   2 85 - 295 ,   2013 .   [ 15]   J .   V .   L .   C he w   a n J .   S u l a i m a n ,   I m pl i c i t   f i n i t e   d i f f e r e nc e   s o l u t i o o f   o ne - di m e ns i o na l   po r o us   m e d i um   e qua t i o ns   us i ng   t he   ha l f - s w e e n e w t o n - e xp l i c i t   g r o up  i t e r a t i v e   m e t ho d,   J o u r nal   o f   E ng i ne e r i ng   and   A pp l i e S c i e nc e s v o l .   13,   pp .   128 6 - 1290 ,   2018 .   [ 16]   A .   R .   A bdul l a h ,   T he   f o ur   E xpl i c i t   D e c o upl e G r o up  ( E D G )   m e t ho d:   A   f a s t   po i s s o s o l v e r ,   I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   C om pu t a t i o M a t he m at i c s ,   v o l .   3 8,   pp .   61 - 70 ,   1991 .   [ 17]   J .   V .   L .   C he w   a nd  J .   S u l a i m a n ,   S o l u t i o o f   o ne - di m e ns i o na l   p o r o us   m e di um   e qu a t i o us i ng   ha l f - s w e e ne w t o n - M S O R   i t e r a t i o n,   A d v an c e Sc i e nc e   L e t t e r s ,   v o l .   24 ,   p p.   19 06 - 1911 ,   2018 .   [ 18]   M .   A l i bub i n ,   e t   a l . ,   H a l f - s w e e p   A O R   i t e r a t i o w i t h   r o t a t e no nl o c a l   a r i t hm e t i c   m e a n   s c he m e   f o r   t he   s o l ut i o o f   2d  no nl i n e a r   e l l i p t i c   pr o bl e m s ,   A dv anc e Sc i e nc e   L e t t e r s ,   v o l .   2 4 pp .   1922 - 192 6,   20 18.   [ 19]   A.   S a udi   a nd   J .   S u l a i m a n ,   A e f f i c i e nt   t w o - s t a g e   h a l f - s w e e m o di f i e a r i t hm e t i c   m e a ( H S M A M )   M e t ho f o r   t he   s o l ut i o o f   2D   e l l i p t i c   e qu a t i o n,   A d v an c e Sc i e nc e   L e t t e r s ,   v o l .   24 ,   pp .   1917 - 19 21 ,   2 018 .   [ 20]   J .   S u l a i m a n ,   e t   a l . ,   F o ur t h - o r de r   s o l u t i o ns   o f   n o nl i n e a r   t w o - po i nt   bo unda r y   v a l ue   pr o bl e m s   by   ne w t o n - H S S O R   i t e r a t i o n,   3r I n t e r nat i o nal   C o nf e r e nc e   on  M a t he m at i c a l   Sc i e nc e s   ( I C M S3) .   K ua l L um p ur ,   v o l .   1602,   pp .   69 - 75 ,   2014 .   [ 21]   A .   H a dj i d i m o s ,   S uc c e s s i v e   o v e r - r e l a xa t i o ( S O R )   a nd  r e l a t e m e t ho ds ,   J o ur n al   o f   C om pu t at i on al   an A pp l i e d   M a t he m at i c s ,   v o l .   12 3,   pp .   177 - 19 9,   20 00 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   1 6 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 01 9   :     1 4 3 0   -   1 4 3 8   1438   [ 22]   D .   Y o ung ,   I t e r a t i v e   m e t ho ds   f o r   s o l v i ng   pa r t i a l   d i f f e r e nc e   e q ua t i o ns   o f   e l l i p t i c   t y pe ,   T r ans ac t i o ns   o f   t he   A m e r i c an   M a t he m at i c a l   S oc i e t y ,   v o l .   76 ,   pp.   9 2 - 111 ,   1 954 .   [ 23]   A .   S una r t o ,   e t   a l . ,   F ul l - s w e e S O R   i t e r a t i v e   m e t ho t o   s o l v e   s pa c e - f r a c t i o na l   di f f us i o e qu a t i o ns ,   A u s t r a l i a n   J our nal   o f   B as i c   an A ppl i e S c i e nc e s ,   v o l .   8 ,   p p.   15 3 - 158 ,   1 954 .   [ 24]   M .   D e g ha n,   N um e r i c a l   s o l u t i o o f   o ne - di m e ns i o na l   pa r a bo l i c   i nv e r s e   pr o b l e m ,   A pp l i e M a t he m at i c s   and   C om put at i on ,   v o l .   13 6,   pp .   333 - 34 4,   20 03.   [ 25]   J.   J .   B e ni t o ,   e t   a l . ,   S o l v i ng   pa r a bo l i c   a nd  hy pe r bo l i c   e qu a t i o ns   by   t he   g e ne r a l i z e f i n i t e   d i f f e r e nc e   m e t ho d,   J our nal   o f   C om pu t a t i o nal   a nd  A p p l i e M at he m at i c s ,   v o l .   209 ,   pp .   2 08 - 233,   2 003 .   [ 26]   W .   L i a o ,   e t   a l . ,   D i r e c t   num e r i c a l   m e t ho f o r   a i nv e r s e   p r o bl e m   o f   a   pa r a bo l i c   pa r t i a l   di f f e r e n t i a l   e qua t i o n ,   J our nal   o f   C om pu t a t i o nal   a nd  A pp l i e M at he m at i c s ,   v o l .   232 ,   pp .   3 51 - 360,   2 009 .   [ 27]   S .   G up t a ,   e t   a l . ,   A na l y t i c a l   s o l ut i o ns   o f   c o n v e c t i o n - di f f us i o pr obl e m s   by   c o m bi ni ng   L a pl a c e   t r a ns f o r m   m e t ho d   a nd  ho m o t o p y   pe r t u r ba t i o m e t ho d ,   A l e x an dr i a   E ng i ne e r i ng   J our nal ,   v o l .   54 ,   pp .   6 45 - 651 ,   2015 .   [ 28]   J .   S u l a i m a n ,   e t   a l . ,   Q ua r t e r - s w e e i t e r a t i v e   a l t e r na t i ng   de c o m p o s i t i o e xp l i c i t   a l g o r i t hm   a p pl i e t o   di f f us i o e qua t i o ns   I n t e r nat i o nal   J our nal   o f   C om pu t e r   M a t he m at i c s ,   v o l .   8 1 ,   pp.   1 559 - 156 5,   20 04.       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S         N ur   A f z a   M a t   A l i   r e c e i v e B .   S c   ( H o ns )   i M a t h e m a t i c s   w i t E c o n o m i c s   f r o m   t he   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   S a ba h,   M a l a y s i a   i 2 017 .   S he   i s   c ur r e n t l y   a   M . S c .   c a nd i d a t e   i A ppl i e M a t he m a t i c s   a t   t he   F a c ul t y   of   S c i e nc e   a nd  N a t u r a l   R e s o ur c e s ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   S a ba h ,   M a l a y s i a .   H e r   r e s e a r c h   i nt e r e s t   i nc l u de s   n um e r i c a l   a na l y s i s ,   pa r t i a l   d i f f e r e n t i a l   e qua t i o n,   s i m i l a r i t i e s   s o l u t i o a n f i ni t e   di f f e r e nc e   i w h i c he r   r e s e a r c i s   c ur r e n t l y   o t he   i t e r a t i v e   m e t ho d   w i t w a v e   v a r i a b l e   t r a n s f o r m   f o r   s o l v i ng   pa r a bo l i c   di f f e r e nt i a l   e qu a t i o n.           R o s t a ng   R a hm a n   i s   c ur r e n t l y   s t udy i ng   a s   a   M . S c   s t ud e nt   i a pp l i e m a t he m a t i c s   a t   t h e   F a c ul t y   o f   S c i e nc e   a nd  N a t ur a l   R e s o ur c e s ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a h .   H e   ha s   g r a du a t e f r o m   t he   s a m e   uni v e r s i t y   f o r   hi s   B S c   ( M a t h e m a t i c s   w i t E c o no m i c s ) .   H i s   c ur r e nt   r e s e a r c i nt e r e s t   i s   N um e r i c a l   a na l y s i s   f o r   P D E s ,   i w h i c hi s   r e s e a r c i s   c ur r e nt l y   o t he   C a pu t o s   f i ni t e   d i f f e r e nc e   s o l ut i o o f   f r a c t i o na l   t w o - p o i nt   bo und a r y   v a l ue   p r o bl e m s   v i a   i t e r a t i v e   m e t ho ds .       J um a t   S u l a i m a h a s   r e c e i v e P h. D   i I ndus t r i a l   C o m put i ng   f r om   t he   U ni v e r s i t i   K e b a ng s a a n   M a l a y s i a   ( U K M ) ,   M a l a y s i a   i 2004 .     H i s   c ur r e n t   r e s e a r c i n t e r e s t s   a r e   num e r i c a l   a n a l y s i s   f o r   P D E s ,   I E s   a nd  I D E s   a nd  de v e l o pm e nt   o f   m a t he m a t i c a l   m o de l s .   H e   ha s   pub l i s h e w i d e l y   i num e r i c a l   a na l y s i s   us i ng   s p l i ne   po l y n o m i a l ,   f i ni t e   e l e m e n t   a n f i ni t e   di f f e r e nc e   m e t ho ds ,   S c i e nt i f i c   C o m put i ng   ( M u l t i g r i a l g o r i t hm s ,   P o i n t s   a nd  B l o c I t e r a t i v e   A l g o r i t hm s ) ,   de v e l o pm e nt   o f   no nl i ne a r   m a t he m a t i c a l   m o de l s ,   r o bo t   pa t pl a nn i ng   a nd  num e r i c a l   a na l y s i s   o f   i m a g e   pr o c e s s i ng .   I 1998,   he   w a s   a p po i nt e a s   a   l e c t ur e r   a t   U M S ,   M a l a y s i a .   A g a i i 2005 ,   he   w a s   a p po i nt e a s   a   s e ni o r   l e c t u r e r   a t   U M S ,   M a l a y s i a H e   i s   c u r r e nt l y   w o r ki ng   a s   A s s o c i a t e   P r o f e s s o r   a t   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a ( U M S ) ,   M a l a y s i a   s i nc e   2 00 6.     K ha di z a h   G ha z a l i   i s   a   l e c t u r e r   i t he   F a c ul t y   of   S c i e nc e   a nd   N a t ur a l   R e s o ur c e s   a t   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a h ,   w he r e   s he   t e a c he s   B a s i c   M a t he m a t i c s   a nd  S t a t i s t i c s ,   C a l c u l us ,   A dv a nc e C a l c ul u s ,   a nd  B us i ne s s   M a t h e m a t i c s .   S he   ha s   a   f i r s t   a nd  s e c o nd  de g r e e   i M a t h e m a t i c s   f r o m   Un i v e r s i t i   K e ba ng s a a M a l a y s i a .   S h e   i s   c ur r e n t l y   a   P h. D .   c a nd i d a t e   i A ppl i e M a t he m a t i c s   a t   t he   F a c ul t y   of   S c i e nc e   a n N a t u r a l   R e s o ur c e s ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   S a b a h.   H e r   r e s e a r c i nt e r e s t s   i nc l ud e   O p t i m i z a t i o ( L a r g e - s c a l e   U nc o ns t r a i ne d   P r o bl e m s ) ,   N um e r i c a l   A na l y s i s ,   P a r t i a l   D i f f e r e n t i a l   E qu a t i o n,   a n E t hno m a t he m a t i c s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.