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     Journal of Applied Mathematics and Physics
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    2327-4352
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    2327-4379
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     Scientific Research Publishing
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    10.4236/jamp.2024.129183
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    jamp-135853
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      Articles
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      Physics 
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       Mathematics
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    A Hybrid ESA-CCD Method for Variable-Order Time-Fractional Diffusion Equations
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      August
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     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
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     2014
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      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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   <abstract>
    In this paper, we study the solutions for variable-order time-fractional diffusion equations. A three-point combined compact difference (CCD) method is used to discretize the spatial variables to achieve sixth-order accuracy, while the exponential-sum-approximation (ESA) is used to approximate the variable-order Caputo fractional derivative in the temporal direction, and a novel spatial sixth-order hybrid ESA-CCD method is implemented successfully. Finally, the accuracy of the proposed method is verified by numerical experiments.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Variable-Order Caputo Fractional Derivative
    </kwd> 
    <kwd>
      Combined Compact Difference Method
    </kwd> 
    <kwd>
      Exponential-Sum-Approximation
    </kwd>
   </kwd-group>
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  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>In the last few decades, based on the rapid development of fractional calculus theory, fractional derivative has been proved to be able to more accurately describe physical processes with memory, heredity and path dependence properties <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-1">
     [1]
    </xref>, so fractional diffusion equations have become powerful tool for modeling abnormal diffusion phenomena and physical mechanics. However, many important dynamical problems exhibit the order of the fractional operator varying with time, space, or some other factors in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-3">
     [3]
    </xref>. Therefore, the variable-order (VO) fractional derivatives played a more and more important role in the related applications of fields for science and engineering.</p>
   <p>In a VO fractional diffusion equation, fractional differential operators are non-local operators, which means that when solving fractional diffusion equations, it is necessary to consider the information of the whole time or space domain, not just the local information. This non-locality makes the process of solving the equation more complicated and time-consuming. Fractional Caputo derivatives introduce new numerical difficulties, including the weak singular integral kernel. The existence of such an integral kernel makes the numerical integration process more complicated.</p>
   <p>In 1993, Samko and Ross <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-4">
     [4]
    </xref> formulated the concept of VO operators. Later, Lorenzo and Hartley <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-2">
     [2]
    </xref> first introduced the concept of VO fractional derivative which is a function that can change with the change of time or space variables. In order to better describe some complex physical phenomena, some VO fractional variations have also been proposed by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-5">
     [5]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-6">
     [6]
    </xref>. The fractional derivative in a constant fractional diffusion equation remains constant throughout the solution domain, while the fractional derivative in a VO fractional diffusion equation changes with time, space, or other variables. This change makes the mathematical form of the equation more complicated and difficult to solve directly. In order to accurately solve the VO fractional diffusion equation, more intensive meshing and longer computation time are usually required, which increases the computation cost and resource consumption.</p>
   <p>Recently, some scholars have proposed many effective methods to solve the numerical solutions of the corresponding equations with VO fractional derivatives. Currently, finite difference methods, spectral methods, matrix methods and spline interpolation methods are used to approximate VO fractional derivatives, where the finite difference methods include the explicit scheme, the implicit scheme and the Crank-Nicholson scheme. In 2009, Zhuang et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-7">
     [7]
    </xref> considered a VO fractional advection-diffusion equation with a nonlinear source term on a finite domain. Explicit and implicit Euler approximations for the equation were proposed. In 2014, Sierociuk et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-8">
     [8]
    </xref> introduced a numerical scheme based on matrix approach. In 2015 <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-9">
     [9]
    </xref>, second-order approximation formulas for the VO fractional time derivatives were derived. Bhrawy and Zaky <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-10">
     [10]
    </xref> provided an accurate spectral collocation method for solving VO fractional nonlinear cable equations. In 2017, Moghaddam and Machado <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-11">
     [11]
    </xref> put forward the linear B-spline approximation and the Du Fort-Frankel algorithm for a class of nonlinear time VO fractional partial differential equations. In 2020, Zheng et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-12">
     [12]
    </xref> developed a numerical approximation to a hidden-memory VO space-time fractional diffusion equation, which provided a physically more relevant VO fractional diffusion equation modeling. In 2021, Liao et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-13">
     [13]
    </xref> proposed a Crank-Nicolson type scheme with variable steps for the time fractional Allen-Cahn equation. In 2022, Du et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-14">
     [14]
    </xref> developed a temporal second-order finite difference scheme for a VO time-fractional wave partial differential equation in multiple space dimensions via the order reduction. Furthermore, finite difference methods provide the solution of the problem on mesh points only and accuracy of the techniques is reduced in non-smooth and non-regular domains, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-15">
     [15]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-18">
     [18]
    </xref>. For more information on algorithms for VO partial differential equations, please refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-19">
     [19]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-29">
     [29]
    </xref>. However, exponential-sum-approximation (ESA) techniques allow for more flexibility in dealing with derivatives of different orders. The finite difference method is effective when dealing with fractional derivatives of fixed order, but may require complex mesh adjustment and difference scheme design when dealing with VO derivatives. In contrast, the approximation method based on exponential function may be easier to adapt to changes in order. Spectral methods may have high accuracy in solving fractional differential equations in the frequency domain, but they may require complex transformations when dealing with VO derivatives. The approximate method based on exponential function is processed directly in time domain, avoiding the complexity of frequency domain transformation.</p>
   <p>Although spatially second-order or fourth-order methods were investigated in multiple publications for VO time-fractional partial differential equations, the study of higher order numerical method has been in its infancy. In addition, we note that the combined compact difference (CCD) method only requires the information of three points to obtain the numerical solutions of the partial differential equations, and can achieve sixth order accuracy, which is higher than many proposed methods. Due to these advantages of the CCD method and the fact that it has never been combined with exponential-sum-approximation (ESA) to solve the variable-order time-fractional diffusion equations (VO-TFDEs), we propose the hybrid ESA-CCD method to solve the VO-TFDEs. More precisely, the ESA strategy is employed for approximating the VO Caputo fractional derivative in the temporal direction, while the CCD method is incorporated in the space to achieve sixth-order accuracy. Numerical results are shown to demonstrate the effectiveness of the novel method.</p>
   <p>Combining the two high-precision methods is expected to significantly improve the accuracy of numerical solutions, especially when dealing with complex or higher-order differential equations. Because of the need to deal with high-precision approximations in both space and time, need to store more data, so memory requirements can be higher. Due to the combination of the advantages of the two methods, the hybrid method may have a wider range of applications, such as financial engineering, materials science, biomedical engineering, etc. Combining two high-precision methods can result in a significant increase in algorithm complexity, requiring more computing resources and time. Stability analysis with hybrid methods can be more complex, as both CCD and ESA contributions to stability and their interactions need to be considered. While some accuracy can also be achieved with CCD or ESA alone, the hybrid method may further improve accuracy through complementary advantages. Although hybrid methods may increase computational complexity, in some cases, by optimizing the algorithm and parameter settings, it is possible to achieve higher computational efficiency than either method alone.</p>
   <p>The remainder of this paper is organized as follows. In Section 2, a novel hybrid ESA-CCD method is proposed. For convenience, the hybrid ESA-CCD method is applied to solve the VO time-fractional diffusion equations (VO-TFDEs) in Section 3. In Section 4, numerical results are reported to demonstrate the efficiency of the proposed method. Concluding remarks are given in Section 5.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>2. ESA-CCD Method</title>
   <p>Generally, when numerically solving time VO fractional differential equations, the approximation method of the time fractional derivative term is considered, then the approximation method of spatial variables is combined to solve the differential equation. Next, we will introduce the ESA method for approximating Caputo time variant fractional derivatives, as well as the CCD method for dealing with spatial derivative terms in equations. Unlike general methods, we do not directly discretize spatial variables, but instead treat them as unknowns to the equations. In the following, we will consider the ESA method approximation of variable order Caputo derivatives first.</p>
   <sec id="s2_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>2.1. ESA Method for VO Caputo Fractional Derivative</title>
    <p>The VO Caputo fractional derivative is defined by <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-30">
      [30]
     </xref></p>
    <p>
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            α 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⊂ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0,1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the VO function, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the Gamma function.</p>
    <p>In order to approximate the VO Caputo fractional derivative in the time direction. Firstly, we have a lemma about the ESA.</p>
    <p>Lemma 1. (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-31">
      [31]
     </xref>) For arbitrary constant</p>
    <p>1) 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>;</p>
    <p>2) 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>;</p>
    <p>3) 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          e 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Then there is a constant d, integers M and N satisfy</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mi>
             ε 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.1)</p>
    <p>such that</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munderover> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </munderover> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mi>
             c 
           </mi> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. In addition, the total number of terms can be defined as</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          Z 
        </mi> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           log 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           log 
         </mi> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           log 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mi>
           log 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           log 
         </mi> 
         <mi>
           log 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Then we discuss how to approach VO Caputo fractional derivative. Generally, the L1 formula is used to approximate the Caputo derivative, which is based on the interpolation polynomials to 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, the expression is as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(2.2)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the piecewise approximation function:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            Λ 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ∈ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>with 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          Λ 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> in the time interval 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>In fact, the integral in Formula (2.2) can divide into two parts</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mmultiscripts> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mprescripts /> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mmultiscripts> 
         <msubsup> 
          <mrow></mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mi>
                    k 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mstyle displaystyle="true"> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mo>
                ∫ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mstyle> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               Λ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mo>
                ′ 
              </mo> 
             </msup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                τ 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    t 
                  </mi> 
                  <mi>
                    k 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   τ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           ≡ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Φ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Φ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.3)</p>
    <p>We observed that the second term of the above Formula (2.3) can be directly calculated using integration by parts:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Φ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             Λ 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            Λ 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 α 
               </mi> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             | 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>namely</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>For the first term of the Formula (2.3), we obtain</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(2.4)</p>
    <p>By Lemma 1 we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Hence, the kernel 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> in Formula (2.4) can be approximated by</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <munderover> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mi>
            N 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </munderover> 
       </mstyle> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mi>
             d 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, d, M and N are defined in Formula (2.1).</p>
    <p>Remark: From Lemma 1, the expected accuracy 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ε 
      </mi> 
     </math> is given once, the selected parameters d, M and N will be determined. To guarantee better approximation in the actual calculation, for each time level, we always choose 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 cos 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             log 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              ε 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mi>
               d 
             </mi> 
             <munder accentunder="true"> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mo>
                _ 
              </mo> 
             </munder> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               log 
             </mi> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               log 
             </mi> 
             <mi>
               Γ 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  α 
                </mi> 
                <mo>
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              d 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               log 
             </mi> 
             <mfrac> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               log 
             </mi> 
             <mi>
               log 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                ε 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               log 
             </mi> 
             <munder accentunder="true"> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mo>
                _ 
              </mo> 
             </munder> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msup> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>Finally, we obtain the ESA approximation formula for the VO Caputo fractional derivative:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mmultiscripts> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mprescripts /> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mmultiscripts> 
         <msubsup> 
          <mrow></mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≡ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Φ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Φ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munderover> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </munderover> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           Λ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.5)</p>
    <p>Let</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         Λ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mtext>
          e 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               τ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            T 
          </mi> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>then we have</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mmultiscripts> 
          <mi>
            D 
          </mi> 
          <mprescripts /> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             E 
           </mi> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mmultiscripts> 
         <msubsup> 
          <mrow></mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ≡ 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Φ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               ε 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              Φ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <munderover> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mi>
              N 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </munderover> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mi>
             Γ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>When 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, then 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mmultiscripts> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mprescripts /> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mmultiscripts> 
       <msubsup> 
        <mrow></mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Φ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           Δ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mi>
           Γ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>When 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> have the following recursive formula:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            Λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            Λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
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              0 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            Λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mo>
              ∫ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            Λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ′ 
          </mo> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 τ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msup> 
          <mtext>
            e 
          </mtext> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mi>
                j 
              </mi> 
             </msub> 
             <mi>
               Δ 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              T 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msup> 
            <mtext>
              e 
            </mtext> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  λ 
                </mi> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
               </msub> 
               <mi>
                 Δ 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                T 
              </mi> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              λ 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 k 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>2.2. CCD Method</title>
    <p>In this section, we briefly review the CCD method, if 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           8 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          Ω 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, defining a grid function</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The CCD method in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-32">
      [32]
     </xref> is established by local hermitian polynomial approximation function 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> between each cell 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mn>
           , 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. In fact, the derivation of these relations can be easily obtained by Taylor expansion, which is expressed as</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mn>
            7 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             16 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             16 
           </mn> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             15 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             16 
           </mn> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mn>
              6 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.6)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
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          <mn>
            9 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             8 
           </mn> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
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          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
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            <mi>
              k 
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           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               j 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo stretchy="false">
           ( 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo stretchy="false">
           ) 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mn>
              6 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.7)</p>
    <p>The CCD boundary formulas are expressed as follows:</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mn>
           14 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           16 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             31 
           </mn> 
           <msubsup> 
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              u 
            </mi> 
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            </mn> 
            <mi>
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            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             32 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mn>
              5 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.8)</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mn>
           14 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           16 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            m 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             31 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              m 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             32 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               m 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mn>
              5 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(2.9)</p>
    <p>When solving partial differential equations, the ESA method is used to approximate fractional order time derivatives, while the spatial derivatives are processed using the CCD method to obtain the ESA-CCD method proposed above.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>3. ESA-CCD Scheme for VO-TFDEs</title>
   <p>For a class of partial differential equations containing Caputo temporal and spatial derivatives, we can apply the ESA-CCD scheme proposed in Section 2 for solving them. For simplicity, we study the following VO-TFDEs:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mmultiscripts> 
       <mi>
         D 
       </mi> 
       <mprescripts /> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
      </mmultiscripts> 
      <msubsup> 
       <mrow></mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3.1)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3.2)</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3.3)</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the spatial interval, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the time interval, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are smooth functions.</p>
   <p>To solve the VO-TFDEs, we uniformly divide the spatial interval 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> into m parts and the time interval 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0, 
        </mn> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> into n parts. We define 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        j 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         m 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>. In order to obtain a high spatial accuracy finite difference method for solving time-fractional diffusion equations. By ESA (2.5) and CCD method (2.6) and (2.7) with boundary Formulas (2.8) and (2.9). We can obtain the following formulas:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mmultiscripts> 
                 <mi>
                   D 
                 </mi> 
                 <mprescripts /> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mmultiscripts> 
                <msubsup> 
                 <mrow></mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </msubsup> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <msubsup> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   P 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
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                  0 
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                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
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                    16 
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                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
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                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    16 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
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                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    15 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    16 
                  </mn> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   Q 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   9 
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                 <mrow> 
                  <mn>
                    8 
                  </mn> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
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                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   1 
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                 <mn>
                   8 
                 </mn> 
                </mfrac> 
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                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   3 
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                 <mrow> 
                  <msup> 
                   <mi>
                     h 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     j 
                   </mi> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
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                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
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                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mn>
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
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                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
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                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
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                  + 
                </mo> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
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                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
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                  h 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
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                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
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                </mi> 
                <msubsup> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
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                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mn>
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                   h 
                 </mi> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    31 
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                     u 
                   </mi> 
                   <mn>
                     0 
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                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    32 
                  </mn> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mn>
                     1 
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                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mn>
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                  <mrow> 
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                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
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                 </mi> 
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                     ( 
                   </mo> 
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                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
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                    m 
                  </mi> 
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                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
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                 </mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
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                </mi> 
                <msubsup> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
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                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   m 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mn>
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                </mi> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
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                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
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                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
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                 </mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mfrac> 
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                   h 
                 </mi> 
                </mfrac> 
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                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
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                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     m 
                   </mi> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    32 
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                     u 
                   </mi> 
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                      m 
                    </mi> 
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                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
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                     k 
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                      m 
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                      − 
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                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   T 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   φ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  . 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Omitting the small term 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         P 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <msubsup> 
       <mi>
         Q 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <msubsup> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
      <msubsup> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, the ESA-CCD finite difference scheme is obtained as follows:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mtable columnalign="left"> 
         <mtr columnalign="left"> 
          <mtd columnalign="left"> 
           <mrow> 
            <mtable columnalign="left"> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mmultiscripts> 
                 <mi>
                   D 
                 </mi> 
                 <mprescripts /> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    E 
                  </mi> 
                  <mi>
                    S 
                  </mi> 
                  <mi>
                    A 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mmultiscripts> 
                <msubsup> 
                 <mrow></mrow> 
                 <mi>
                   t 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <msub> 
                   <mi>
                     α 
                   </mi> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msub> 
                 </mrow> 
                </msubsup> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   f 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   7 
                 </mn> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    16 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    16 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
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                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mrow> 
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                  </mn> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
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                    16 
                  </mn> 
                  <mi>
                    h 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
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               <mrow> 
                <mfrac> 
                 <mn>
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                  </mn> 
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                    h 
                  </mi> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
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                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mi>
                         x 
                       </mi> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
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                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mn>
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                   8 
                 </mn> 
                </mfrac> 
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                 <mo>
                   [ 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
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                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mrow> 
                    <mrow> 
                     <mo>
                       ( 
                     </mo> 
                     <mrow> 
                      <msub> 
                       <mi>
                         u 
                       </mi> 
                       <mrow> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                        <mi>
                          x 
                        </mi> 
                       </mrow> 
                      </msub> 
                     </mrow> 
                     <mo>
                       ) 
                     </mo> 
                    </mrow> 
                   </mrow> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ] 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <msubsup> 
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                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   3 
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                     h 
                   </mi> 
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                     2 
                   </mn> 
                  </msup> 
                 </mrow> 
                </mfrac> 
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                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      + 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     j 
                   </mi> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      j 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
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                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <mn>
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                     ( 
                   </mo> 
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                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
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                   0 
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                </msubsup> 
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                  + 
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                       u 
                     </mi> 
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                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
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                     ( 
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                       u 
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                        x 
                      </mi> 
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                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
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                     ) 
                   </mo> 
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                  − 
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                </mi> 
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                     ( 
                   </mo> 
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                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
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                 </mrow> 
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                 </mi> 
                </msubsup> 
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                  + 
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                 </mi> 
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                   ( 
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                   </mi> 
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                     0 
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                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
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                    − 
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                     u 
                   </mi> 
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                   </mi> 
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                     u 
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                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
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             </mtr> 
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                     ( 
                   </mo> 
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                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
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                   m 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
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                  + 
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                     ( 
                   </mo> 
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                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       x 
                     </mi> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
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                    m 
                  </mi> 
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                    − 
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                  <mn>
                    1 
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                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mn>
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                  h 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   m 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <msubsup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ( 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msub> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mrow> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                      <mi>
                        x 
                      </mi> 
                     </mrow> 
                    </msub> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ) 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mrow> 
                  <mi>
                    m 
                  </mi> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                 </mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  − 
                </mo> 
                <mfrac> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mi>
                   h 
                 </mi> 
                </mfrac> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ( 
                 </mo> 
                 <mrow> 
                  <mn>
                    31 
                  </mn> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mi>
                     m 
                   </mi> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    − 
                  </mo> 
                  <mn>
                    32 
                  </mn> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      m 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                  <mo>
                    + 
                  </mo> 
                  <msubsup> 
                   <mi>
                     u 
                   </mi> 
                   <mrow> 
                    <mi>
                      m 
                    </mi> 
                    <mo>
                      − 
                    </mo> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </mrow> 
                   <mi>
                     k 
                   </mi> 
                  </msubsup> 
                 </mrow> 
                 <mo>
                   ) 
                 </mo> 
                </mrow> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  k 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
             <mtr columnalign="left"> 
              <mtd columnalign="left"> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mn>
                   0 
                 </mn> 
                </msubsup> 
                <mo>
                  = 
                </mo> 
                <msub> 
                 <mi>
                   φ 
                 </mi> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mtext>
                    
                </mtext> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  j 
                </mi> 
                <mo>
                  ≤ 
                </mo> 
                <mi>
                  m 
                </mi> 
                <mo>
                  . 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mtd> 
             </mtr> 
            </mtable> 
           </mrow> 
          </mtd> 
         </mtr> 
        </mtable> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Next, we will use numerical examples to verify the effectiveness of the proposed method in solving a class of partial differential equations.</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>4. Numerical Experiments</title>
   <p>In this section, we will verify the effectiveness and accuracy of the proposed method. To express the results, we denote the errors in the infinite norm with spatial accuracy and temporal accuracy is defined as</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          , 
        </mn> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          max 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          m 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mn>
        , 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denote the exact and numerical solutions, respectively.</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        e 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        log 
      </mi> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        O 
      </mi> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mi>
        d 
      </mi> 
      <mi>
        e 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        log 
      </mi> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          E 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Example 1. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we consider the initial-boundary value problems of VO-TFDEs (3.1) - (3.3) with source term, where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        20 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            Γ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        80 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         6 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          7 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          9 
        </mn> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>initial value is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        10 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the exact solution is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        10 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         8 
       </mn> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Firstly, according to <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>, it clearly shows that numerical solutions fit well with the exact solutions of Example 1 by the proposed method.</p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. Taking m = 50, n = 100, 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   α
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    t
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <mo>
           
     +
    
          </mo>
    
          <mi>
           
     sin
    
          </mi>
    
          <mrow>
     
           <mo>
             ( 
           </mo> 
     
           <mi>
             t 
           </mi> 
     
           <mo>
             ) 
           </mo>
    
          </mrow>
   
         </mrow> 
   
         <mn>
          
    4
   
         </mn> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math>, exact and numerical solutions for Example 1.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/1723846-rId161.jpeg?20240910024626" />
   </fig>
   <p>Secondly, from <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref>, the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>th-order accuracy can be achieved in time. Similarly, by <xref ref-type="table" rid="table2">
     Table 2
    </xref>, the spatial accuracy is verified.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>Table 1. The error and temporal accuracy of the proposed method at a fixed h = 1/5000, 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   α
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    t
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <mo>
           
     +
    
          </mo>
    
          <mi>
           
     sin
    
          </mi>
    
          <mrow>
     
           <mo>
             ( 
           </mo> 
     
           <mi>
             t 
           </mi> 
     
           <mo>
             ) 
           </mo>
    
          </mrow>
   
         </mrow> 
   
         <mn>
          
    4
   
         </mn> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math> for Example 1.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td rowspan="2" class="acenter" width="25.01%">m = 5000<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="74.99%" colspan="3">ESA-CCD<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="25.00%">n<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="25.00%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="25.00%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td rowspan="5" class="custom-top-td acenter" width="25.01%">T = 1<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="25.00%">10<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="25.00%">4.0568e−04<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="25.00%">-<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">20<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">1.6638e−04<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">1.2859<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">40<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">6.8049e−05<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">1.2898<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">80<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">2.7792e−05<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">1.2919<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">160<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">1.1346e−05<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">1.2926<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <table-wrap id="table2">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>Table 2. The error and spatial accuracy of the proposed method at a fixed 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   τ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     100000
    
          </mn>
   
         </mrow> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math>, 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   α
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    t
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     2
    
          </mn>
    
          <mo>
           
     +
    
          </mo>
    
          <mi>
           
     sin
    
          </mi>
    
          <mrow>
     
           <mo>
             ( 
           </mo> 
     
           <mi>
             t 
           </mi> 
     
           <mo>
             ) 
           </mo>
    
          </mrow>
   
         </mrow> 
   
         <mn>
          
    4
   
         </mn> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math> for Example 1.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td rowspan="2" class="acenter" width="22.81%">n = 100,000<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.85%" colspan="3">ESA-CCD<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.81%">m<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td rowspan="5" class="custom-top-td acenter" width="22.81%">T = 1<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.81%">3<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.81%">1.4153e−00<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.81%">-<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">6<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">4.9800e−02<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">4.8289<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">12<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.2000e−03<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">5.4086<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">24<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">2.2186e−05<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">5.7235<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">48<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">3.8198e−07<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">5.8600<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <p>In summary, numerical experiments verify the effectiveness of the proposed method.</p>
   <p>Example 2. Let 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we consider the initial-boundary value problems of VO-TFDEs (3.1) - (3.3) with source term, where</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          Γ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mi>
        sin 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
      <msup> 
       <mi>
         π 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        sin 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>initial value is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and the exact solution is 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mi>
        sin 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>From this example, it is easy to know that the 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1.05 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, which is exactly consistent with the numerical results in <xref ref-type="table" rid="table3">
     Table 3
    </xref>. From the numerical results in <xref ref-type="table" rid="table4">
     Table 4
    </xref>, it can be seen that the proposed method achieves high order accuracy in the spatial direction, verifying the accuracy of the proposed method once again.</p>
   <table-wrap id="table3">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>Table 3. The error and temporal accuracy of the proposed method at a fixed h = 1/5000, 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   α
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    t
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.8
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   +
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.15
  
        </mn>
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> for Example 2.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td rowspan="2" class="acenter" width="22.81%">m = 5000<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.85%" colspan="3">ESA-CCD<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.81%">n<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mn>
             , 
           </mn> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.81%"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           O 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           d 
         </mi> 
         <mi>
           e 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </math><p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td rowspan="5" class="custom-top-td acenter" width="22.81%">T = 1<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.81%">10<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.81%">2.1000e−03<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.81%">-<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">20<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.0000e−03<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.0528<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">40<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">4.8420e−04<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.0532<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">80<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">2.3331e−04<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.0533<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="22.81%">160<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.1242e−04<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="22.81%">1.0534<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <table-wrap id="table4">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table4">
      Table 4
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>Table 4. The error and spatial accuracy of the proposed method at a fixed 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   τ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mfrac> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
   
         <mrow> 
    
          <mn>
           
     100000
    
          </mn>
   
         </mrow> 
  
        </mfrac> 
 
       </mrow>

      </math>, 

      <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   α
  
        </mi>
  
        <mrow>
   
         <mo>
          
    (
   
         </mo> 
   
         <mi>
          
    t
   
         </mi> 
   
         <mo>
          
    )
   
         </mo>
  
        </mrow>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.8
  
        </mn>
  
        <mo>
         
   +
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.15
  
        </mn>
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math> for Example 2.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td rowspan="2" class="acenter" width="25.01%">n = 100,000<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="74.99%" colspan="3">ESA-CCD<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
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     </tr> 
     <tr> 
      <td rowspan="4" class="custom-top-td acenter" width="25.01%">T = 1<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="25.00%">3<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="25.00%">7.9300e−02<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="25.00%">-<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">6<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">2.4000e−03<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">5.0639<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">12<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">2.5571e−05<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">6.5342<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="25.00%">24<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">2.5749e−07<p style="text-align:center"></p></td> 
      <td class="acenter" width="25.00%">6.6338<p style="text-align:center"></p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.135853-"></xref>5. Concluding Remarks</title>
   <p>In this paper, we developed a novel spatial sixth-order hybrid ESA-CCD method for a class of VO-TFDEs. The proposed method not only achieves high-order convergence rate but also requires information from three points in the computational region only. Finally, numerical examples demonstrate the effectiveness and accuracy of the method. Although the ESA-CCD method for solving the VO-TFDEs is proposed only in this paper, in fact, it is suitable for solving a class of equations containing fractional order operators.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This work was supported in part by Jiangxi Provincial Natural Science Foundation (no. 20232B AB211007), the Science and Technology Research Project of Jiangxi Provincial Education Department of China (no. GJJ2200504) and initial fund for Doctors (no. 012273139), Jiangxi Key Laboratory for Aircraft Design and Aerodynamic Simulation, Nanchang Hangkong University, P. R. China (nos. EI202207267, EI202307430), the National Natural Science Foundation of China (nos. 12262023, 12401497).</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Data Availability Statement</title>
   <p>Data or code will be made available on request.</p>
  </sec><sec id="s8">
   <title>NOTES</title>
   <p>*Corresponding author.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.135853-ref1">
    <label>1</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Podlubny, I. (1998) Fractional Differential Equations: An Introduction to Fractional Derivatives, Fractional Differential Equations, to Methods of Their Solution and Some of Their Applications. Elsevier.
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref2">
    <label>2</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Lorenzo, C.F. and Hartley, T.T. (2002) Variable Order and Distributed Order Fractional Operators. Nonlinear Dynamics, 29, 57-98. &gt;https://doi.org/10.1023/a:1016586905654
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref3">
    <label>3</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Sun, H., Chang, A., Zhang, Y. and Chen, W. (2019) A Review on Variable-Order Fractional Differential Equations: Mathematical Foundations, Physical Models, Numerical Methods and Applications. Fractional Calculus and Applied Analysis, 22, 27-59. &gt;https://doi.org/10.1515/fca-2019-0003
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref4">
    <label>4</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Samko, S.G. and Ross, B. (1993) Integration and Differentiation to a Variable Fractional Order. Integral Transforms and Special Functions, 1, 277-300. &gt;https://doi.org/10.1080/10652469308819027
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref5">
    <label>5</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Chechkin, A.V., Gorenflo, R. and Sokolov, I.M. (2005) Fractional Diffusion in Inhomogeneous Media. Journal of Physics A: Mathematical and General, 38, L679-L684. &gt;https://doi.org/10.1088/0305-4470/38/42/l03
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref6">
    <label>6</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Soon, C.M., Coimbra, C.F.M. and Kobayashi, M.H. (2005) The Variable Viscoelasticity Oscillator. Annalen der Physik, 517, 378-389. &gt;https://doi.org/10.1002/andp.20055170602
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref7">
    <label>7</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zhuang, P., Liu, F., Anh, V. and Turner, I. (2009) Numerical Methods for the Variable-Order Fractional Advection-Diffusion Equation with a Nonlinear Source Term. SIAM Journal on Numerical Analysis, 47, 1760-1781. &gt;https://doi.org/10.1137/080730597
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref8">
    <label>8</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Sierociuk, D., Malesza, W. and Macias, M. (2015) Derivation, Interpretation, and Analog Modelling of Fractional Variable Order Derivative Definition. Applied Mathematical Modelling, 39, 3876-3888. &gt;https://doi.org/10.1016/j.apm.2014.12.009
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref9">
    <label>9</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zhao, X., Sun, Z. and Karniadakis, G.E. (2015) Second-Order Approximations for Variable Order Fractional Derivatives: Algorithms and Applications. Journal of Computational Physics, 293, 184-200. &gt;https://doi.org/10.1016/j.jcp.2014.08.015
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref10">
    <label>10</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Bhrawy, A.H. and Zaky, M.A. (2014) Numerical Simulation for Two-Dimensional Variable-Order Fractional Nonlinear Cable Equation. Nonlinear Dynamics, 80, 101-116. &gt;https://doi.org/10.1007/s11071-014-1854-7
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref11">
    <label>11</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Moghaddam, B.P. and Machado, J.A.T. (2017) A Stable Three-Level Explicit Spline Finite Difference Scheme for a Class of Nonlinear Time Variable Order Fractional Partial Differential Equations. Computers&amp;Mathematics with Applications, 73, 1262-1269. &gt;https://doi.org/10.1016/j.camwa.2016.07.010
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref12">
    <label>12</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zheng, X. and Wang, H. (2020) An Error Estimate of a Numerical Approximation to a Hidden-Memory Variable-Order Space-Time Fractional Diffusion Equation. SIAM Journal on Numerical Analysis, 58, 2492-2514. &gt;https://doi.org/10.1137/20m132420x
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref13">
    <label>13</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Liao, H., Tang, T. and Zhou, T. (2021) An Energy Stable and Maximum Bound Preserving Scheme with Variable Time Steps for Time Fractional Allen--Cahn Equation. SIAM Journal on Scientific Computing, 43, A3503-A3526. &gt;https://doi.org/10.1137/20m1384105
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref14">
    <label>14</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Du, R., Sun, Z. and Wang, H. (2022) Temporal Second-Order Finite Difference Schemes for Variable-Order Time-Fractional Wave Equations. SIAM Journal on Numerical Analysis, 60, 104-132. &gt;https://doi.org/10.1137/19m1301230
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref15">
    <label>15</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Jin, B. and Kian, Y. (2022) Recovery of the Order of Derivation for Fractional Diffusion Equations in an Unknown Medium. SIAM Journal on Applied Mathematics, 82, 1045-1067. &gt;https://doi.org/10.1137/21m1398264
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref16">
    <label>16</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zheng, X. and Wang, H. (2020) An Optimal-Order Numerical Approximation to Variable-Order Space-Fractional Diffusion Equations on Uniform or Graded Meshes. SIAM Journal on Numerical Analysis, 58, 330-352. &gt;https://doi.org/10.1137/19m1245621
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref17">
    <label>17</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zheng, X. and Wang, H. (2021) A Hidden-Memory Variable-Order Time-Fractional Optimal Control Model: Analysis and Approximation. SIAM Journal on Control and Optimization, 59, 1851-1880. &gt;https://doi.org/10.1137/20m1344962
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref18">
    <label>18</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zhu, H. and Xu, C. (2019) A Fast High Order Method for the Time-Fractional Diffusion Equation. SIAM Journal on Numerical Analysis, 57, 2829-2849. &gt;https://doi.org/10.1137/18m1231225
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref19">
    <label>19</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Chen, C., Liu, F., Anh, V. and Turner, I. (2010) Numerical Schemes with High Spatial Accuracy for a Variable-Order Anomalous Subdiffusion Equation. SIAM Journal on Scientific Computing, 32, 1740-1760. &gt;https://doi.org/10.1137/090771715
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref20">
    <label>20</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Guermond, J.-L. and Salgado, A.J. (2011) Error Analysis of a Fractional Time-Stepping Technique for Incompressible Flows with Variable Density. SIAM Journal on Numerical Analysis, 49, 917-944. &gt;https://doi.org/10.1137/090768758
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref21">
    <label>21</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Liao, H., Tang, T. and Zhou, T. (2020) On Energy Stable, Maximum-Principle Preserving, Second-Order BDF Scheme with Variable Steps for the Allen-Cahn Equation. SIAM Journal on Numerical Analysis, 58, 2294-2314. &gt;https://doi.org/10.1137/19m1289157
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref22">
    <label>22</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Ortigueira, M.D., Valério, D. and Machado, J.T. (2019) Variable Order Fractional Systems. Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, 71, 231-243. &gt;https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2018.12.003
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref23">
    <label>23</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Patnaik, S., Hollkamp, J.P. and Semperlotti, F. (2020) Applications of Variable-Order Fractional Operators: A Review. Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 476, Article 20190498. &gt;https://doi.org/10.1098/rspa.2019.0498
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref24">
    <label>24</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Solís-Pérez, J.E., Gómez-Aguilar, J.F. and Atangana, A. (2018) Novel Numerical Method for Solving Variable-Order Fractional Differential Equations with Power, Exponential and Mittag-Leffler Laws. Chaos, Solitons &amp; Fractals, 114, 175-185. &gt;https://doi.org/10.1016/j.chaos.2018.06.032
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref25">
    <label>25</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zhang, J., Fang, Z. and Sun, H. (2021) Exponential-Sum-Approximation Technique for Variable-Order Time-Fractional Diffusion Equations. Journal of Applied Mathematics and Computing, 68, 323-347. &gt;https://doi.org/10.1007/s12190-021-01528-7
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref26">
    <label>26</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zeng, F., Zhang, Z. and Karniadakis, G.E. (2015) A Generalized Spectral Collocation Method with Tunable Accuracy for Variable-Order Fractional Differential Equations. SIAM Journal on Scientific Computing, 37, A2710-A2732. &gt;https://doi.org/10.1137/141001299
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref27">
    <label>27</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Hu, Z. and Li, X. (2024) Analysis of a Fast Element-Free Galerkin Method for the Multi-Term Time-Fractional Diffusion Equation. Mathematics and Computers in Simulation, 223, 677-692. &gt;https://doi.org/10.1016/j.matcom.2024.05.008
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref28">
    <label>28</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Zhao, Y. and Tang, Y. (2024) Critical Behavior of a Semilinear Time Fractional Diffusion Equation with Forcing Term Depending on Time and Space. Chaos, Solitons &amp; Fractals, 178, Article 114309. &gt;https://doi.org/10.1016/j.chaos.2023.114309
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref29">
    <label>29</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Khibiev, A., Alikhanov, A. and Huang, C. (2023) A Second-Order Difference Scheme for Generalized Time-Fractional Diffusion Equation with Smooth Solutions. Computational Methods in Applied Mathematics, 24, 101-117. &gt;https://doi.org/10.1515/cmam-2022-0089
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref30">
    <label>30</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Coimbra, C.F.M. (2003) Mechanics with Variable‐Order Differential Operators. Annalen der Physik, 515, 692-703. &gt;https://doi.org/10.1002/andp.200351511-1203
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref31">
    <label>31</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Beylkin, G. and Monzón, L. (2010) Approximation by Exponential Sums Revisited. Applied and Computational Harmonic Analysis, 28, 131-149. &gt;https://doi.org/10.1016/j.acha.2009.08.011
    </mixed-citation>
   </ref>
   <ref id="scirp.135853-ref32">
    <label>32</label>
    <mixed-citation publication-type="other" xlink:type="simple">
     Chu, P.C. and Fan, C. (1998) A Three-Point Combined Compact Difference Scheme. Journal of Computational Physics, 140, 370-399. &gt;https://doi.org/10.1006/jcph.1998.5899
    </mixed-citation>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>