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    eng
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    <journal-title>
     Engineering
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    1947-3931
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    1947-394X
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/eng.2024.1612031
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    eng-138599
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     <subject>
      Articles
     </subject>
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     <subject>
      Engineering
     </subject>
    </subj-group>
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   <title-group>
    Discrete Transparent Boundary Conditions for Burgers’ Equation
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Xinyue
      </surname>
      <given-names>
       Chen
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Wenqing
      </surname>
      <given-names>
       Zhang
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Yuchen
      </surname>
      <given-names>
       Wu
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     </name>
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    <addr-line>
     aSchool of Mathematics and Statistics, Shandong Normal University, Jinan, China
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   <pub-date pub-type="epub">
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     30
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     12
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    <year>
     2024
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   </pub-date> 
   <volume>
    16
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    12
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    423
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    437
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      19,
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      November
     </month>
     <year>
      2024
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    <date date-type="published">
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      27,
     </day>
     <month>
      November
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
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    <date date-type="accepted">
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      27,
     </day>
     <month>
      December
     </month>
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      2024
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    This paper is devoted to numerically solving the Burgers’ equation in unbounded region, which describes the nonlinear wave propagation and diffusion effect. How to numerically and efficiently solve this problem remains a challenge due to the principal difficulties of not only the unboundedness but also nonlinearity. This paper aims to design the discrete transparent boundary conditions of Burgers’ equation to overcome the unboundedness. The presence of a nonlinear term in the equation makes it challenging to derive suitable artificial boundary conditions. To deal with the nonlinear term, a linear parabolic equation is obtained by applying the well-known Cole-Hopf transformation to the Burgers’ equation. Employing the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
      Z
     </mi> 
    </math> -transformation, we then establish the discrete transparent boundary conditions for the linearized problem. Subsequently, the original equation is reduced to an initial boundary value problem, that can be efficiently solved by the finite difference method. The numerical analysis is reported rigorously. Some numerical results are given to demonstrate the accuracy and feasibility of the proposed method.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Burgers’ Equation
    </kwd> 
    <kwd>
      Cole-Hopf Transformation
    </kwd> 
    <kwd>
      Discrete Transparent Boundary Conditions
    </kwd>
   </kwd-group>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>The nonlinear partial differential equations are widely applied to describe the complex phenomena in various fields. Burgers’ equation is a classical nonlinear model that was studied by Burgers <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-1">
     [1]
    </xref> to describe nonlinear wave propagation, particularly in the fluid mechanics. Burgers’ equation plays a crucial role in capturing nonlinear propagation and diffusion effects, as it incorporates the nonlinear advection and dissipation terms to simulate the physical phenomena of wave motion. Over the past several decades, Burgers’ equation has been extensively investigated by numerous researchers across a broad spectrum of applications in science and engineering, including traffic flow, surface disturbances electromagnetic waves, density waves, cosmology and seismology <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-2">
     [2]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-3">
     [3]
    </xref>.</p>
   <p>The aim of this paper is to numerically solve the following Burgers’ equation on unbounded domain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <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> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>
    <math 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> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(2)</p>
   <p>
    <math 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> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(3)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> is kinematic viscosity parameter of the fluid, which corresponds to an inverse of Reynolds number. 
    <math 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> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are the source term and initial value with compact support, respectively, namely 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        supp 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        supp 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ⊂ 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       R 
     </mi> 
    </math> is a constant.</p>
   <p>Hopf <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-4">
     [4]
    </xref> and Cole <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-5">
     [5]
    </xref> independently introduced the Cole-Hopf transformation to convert the nonlinear Burgers’ equation into a linear thermal equation, enabling the derivation of an exact solution for arbitrary initial conditions. However, the analytical solution involves an infinite series that converges very slowly, especially for small values of the viscosity parameter. Numerous efforts have been dedicated to exploring the numerical solution of the Burgers’ equation on bounded domains, such as the finite difference method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-6">
     [6]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-7">
     [7]
    </xref>, and the B-spline method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-8">
     [8]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-9">
     [9]
    </xref>. More recently, based on the integral formulation, Egidi et al. derived two numerical methods for solving the initial boundary value problem of the two-dimensional Burgers’ equation on the plane in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-10">
     [10]
    </xref>. Li <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-11">
     [11]
    </xref> investigated both the exact and numerical solutions of the time fractional Burgers’ equation by applying the Cole-Hopf transformation. Zhang et al. developed two numerical schemes for generalized Burgers’ equation, and analyzed the conservative invariants and convergence based on the cut-off function method in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-12">
     [12]
    </xref>. Based on the Haar wavelet collocation method coupled with a nonstandard finite difference scheme, Verma et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-13">
     [13]
    </xref> presented an efficient numerical method for a class of generalized Burgers’ equation. For more work on numerical solution of Burgers’ equation, the reader is referred to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-14">
     [14]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-16">
     [16]
    </xref> and the references therein.</p>
   <p>However, to the best of the authors’ knowledge, limited research has been conducted in the literature on the numerical solution of the Burgers’ equation on unbounded domains. This scarcity can be attributed to the challenges posed by the unbounded nature of the physical domain and the inherent nonlinearity of the equation. There are several methods to overcome the unboundedness, including the infinite element method, perfectly matched layer method and artificial boundary method. The artificial boundary method, recognized for its efficiency, has proven successfully in solving numerous partial differential equations across diverse fields. This success is achieved by devising appropriate artificial boundary conditions (ABCs), extending to equations such as Schrödinger-type equations, parabolic equation, wave equation, and time fractional partial differential equations. The ABCs can be categorized into global (exact), local and discrete ABCs (also called discrete transparent boundary conditions). Based on the Fourier series expansion and the special functions techniques, Han and Huang <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-17">
     [17]
    </xref> proposed a class of exact ABCs for the two-dimensional Schrödinger equation by introducing a circular artificial boundary. Ehrhardt and Zheng <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-18">
     [18]
    </xref> derived exact ABCs for general problems with periodic structures at infinity, including the Schrödinger operator and a second-order hyperbolic equation in two dimensions. Zheng <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-19">
     [19]
    </xref> designed the exact ABCs for the sine-Gordon equation based on nonlinear spectral analysis. Since the exact ABCs usually involve the integral operator, the local ABCs are developed to save the computation through the approximation of the integral operator. Zhang and his co-authors <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-20">
     [20]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-22">
     [22]
    </xref> designed the local ABCs for nonlinear Schrödinger equation and nonlinear wave equation through the unified approach, which spirit is the well-known operator splitting method. The fundamental concept behind discrete transparent boundary conditions (DTBCs) involves discretizing the equation in terms of both time and space, followed by the derivation of suitable ABCs for the fully discrete problem utilizing the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       Z 
     </mi> 
    </math>-transformation. Arnold and Ehrhardt <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-23">
     [23]
    </xref> pioneered the development of transparent boundary conditions for wide angle parabolic equations, specifically in the context of underwater acoustics. Ehrhardt <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-24">
     [24]
    </xref> extended this approach to address linear parabolic equations with discrete transparent boundary conditions. At the same time, the discrete transparent boundary conditions of Schrödinger equation were introduced in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-25">
     [25]
    </xref>. Interested readers are directed to relevant review papers for further exploration <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-26">
     [26]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-28">
     [28]
    </xref>.</p>
   <p>The exact ABCs with nonlinear forms were proposed for Burgers’ equation by using the Cole-Hopf transformation in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-29">
     [29]
    </xref>. Based on the Cole-Hopf transformation and Fourier series expansion, Wu and Zhang <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-30">
     [30]
    </xref> derived exact ABCs for two-dimensional Burgers’ equation on a circular artificial boundary and a series of approximating boundary conditions. Given the limited exploration of ABCs for the Burgers’ equation, this paper concentrates on formulating DTBCs for Burgers’ equation. The objective is to address the challenges posed by the unboundedness of the physical domain and the inherent nonlinearity of the equation, utilizing the Cole-Hopf transformation.</p>
   <p>The paper is organized as follows. In Section 2, we revisit the Cole-Hopf transformation of Burgers’ equation, aimed at mitigating its nonlinearity, resulting in a linear parabolic equation. Based on the discretization of the parabolic equation and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       Z 
     </mi> 
    </math>-transformation, the DTBCs of Burgers’ equation are constructed to obtain a reduced initial boundary value problem (IBVP) in Section 3. In Section 4, the stability of the reduced IBVP is rigorously analyzed. The feasibility and effectiveness of the DTBCs are illustrated by numerical examples in Section 5. Finally, a conclusion is presented in Section 6.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>2. Cole-Hopf Transformation of Burgers’ Equation</title>
   <p>In order to design the ABCs for Burgers’ equation, two boundaries for (1)-(3) are introduced to truncate the unbounded domain as follows</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>the unbounded domain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is divided into three parts</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ≥ 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          &lt; 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>To get the artificial boundary condition on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Γ 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, the Burgers’ equation on the right semi-infinite domain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is considered. Due to the compact support of the source term and initial value, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(4)</p>
   <p>
    <math 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> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        in 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(5)</p>
   <p>
    <math 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> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(6)</p>
   <p>In order to circumvent the nonlinear term, the Cole-Hopf transformation <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-29">
     [29]
    </xref> is utilized to transform Burgers’ equation into linear parabolic equation, let</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(7)</p>
   <p>then</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ψ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             y 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           y 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(8)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(9)</p>
   <p>Substituting (7)-(9) into Equation (4), we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>(10)</p>
   <p>Denote 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        κ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        κ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        exp 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, then we have the following linear problem</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         Ω 
       </mi> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        × 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(11)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mo>
        ∀ 
      </mo> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(12)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(13)</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <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>(14)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is unknown function. Our aim is to obtain the unknown function 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        v 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> to yield a well-posed problem.</p>
  </sec><sec id="s3">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>3. Finite Difference Scheme for the Reduced IBVP with DTBCs</title>
   <sec id="s3_1">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>3.1. Discrete Transparent Boundary Conditions</title>
    <p>In order to construct the DTBCs of the Burgers’ equation, we revisit the DTBCs of the linear parabolic equation. We will only consider the right boundary condition, due to the left boundary condition can be analogously obtained. We derive the DTBCs for the completely discrete problem based on the weighted average or 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        θ 
      </mi> 
     </math>-scheme 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           ≤ 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. The parabolic equation (11) is discretized on the uniform grid points 
     <math 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> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mi>
         v 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where the difference quotients are defined</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The aim of the constructed DTBCs is to completely avoid any numerical reflections at the boundary with no additional computational costs. In order to obtain the DTBCs, we consider the following discrete right exterior problem 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(16)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math> denotes the mesh ratio, the difference operators are 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          D 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
     </math>-transformation</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi mathvariant="script">
         Z 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            v 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msup> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>and the initial data 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           ≥ 
         </mo> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Δ 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(17)</p>
    <p>There are two linear independent solutions of the second-order difference Equation (17)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mi>
         J 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the roots of the following equation</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>In order to seek the decreasing mode (as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>), we have to require 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and obtain (using 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>) the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
     </math>-transformation of right DTBCs as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(18)</p>
    <p>Similarly, the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
     </math>-transformation of left DTBCs reads</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
    <p>with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            q 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be rewritten as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          q 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            θ 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mfrac> 
          <mi>
            z 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mi>
         r 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>For the inverse 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
     </math>-transformation, we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <mi>
               A 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               B 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               C 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             B 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         E 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mi>
         A 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mi>
         B 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          θ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mi>
             z 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         λ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          B 
        </mi> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mi>
             A 
           </mi> 
           <mi>
             C 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Applying the inverse 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
     </math>-transformation, we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi mathvariant="script">
            Z 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msqrt> 
              <mrow> 
               <mi>
                 A 
               </mi> 
               <msup> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msup> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 B 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 C 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msqrt> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
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           <msqrt> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
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              δ 
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            </mi> 
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           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
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               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              δ 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
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               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mo>
                     − 
                   </mo> 
                   <mi>
                     θ 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                  <mi>
                    θ 
                  </mi> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ∗ 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              E 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <munderover> 
            <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mo>
        ∗ 
      </mo> 
     </math> denotes the discrete convolution. Finally, we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi mathvariant="script">
            Z 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              q 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              z 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            δ 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            C 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <munderover> 
            <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>The obtained DTBCs can be rewritten as follows</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         ∗ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           J 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         ∗ 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          J 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>with the convolution coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> given by,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msup> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                θ 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
           <msqrt> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              C 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 θ 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <munderover> 
            <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
             <mo>
               ∑ 
             </mo> 
            </mstyle> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </munderover> 
           <msup> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   θ 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mi>
                  θ 
                </mi> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               P 
             </mi> 
             <mo>
               ˜ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(22)</p>
    <p>for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. As 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the convolution coefficients are given as follows</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mi>
            B 
          </mi> 
          <mrow> 
           <msqrt> 
            <mi>
              A 
            </mi> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           B 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           C 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> denotes the “damped” Legendre polynomials and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> is the Kronecker symbol.</p>
    <p>Substituting (20)-(21) back into Burgers’ equation, we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          v 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          κ 
        </mi> 
        <mo>
          ′ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          ψ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              κ 
            </mi> 
            <mo>
              ′ 
            </mo> 
           </msup> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ψ 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mtext>
             exp 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mi>
                ψ 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 μ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
    <p>In order to discretize an infinite integral, we assume</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            ψ 
          </mi> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           v 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mi>
            ∞ 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              y 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            y 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <msub> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mi>
              r 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>integrating the above equation, we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </mfrac> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mrow> 
                <mn>
                  4 
                </mn> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msub> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mi>
                   r 
                 </mi> 
                </msub> 
                <mo>
                  , 
                </mo> 
                <mi>
                  τ 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The discretization is obtained as follows</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(24)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 M 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>Similarly, we have the following discretization of left boundary</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            Q 
          </mi> 
          <mi>
            l 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(26)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          Q 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mi>
            p 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(27)</p>
    <p>The discretization of (23) can be obtained on the right boundary</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(28)</p>
    <p>Similarly, we have the discretization on the left boundary</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(29)</p>
    <p>The equations (20)-(21) are treated as follows</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(30)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               J 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              v 
            </mi> 
            <mi>
              J 
            </mi> 
            <mi>
              k 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(31)</p>
    <p>Substituting equations (28)-(29) into (30)-(31)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(32)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(33)</p>
    <p>The transparent boundary conditions (32)-(33) of Burgers’ equation are obtained. Then, the original Burgers’ equation defined on unbounded domain is reduced an initial boundary value problem on bounded domain with the initial value.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>3.2. The Asymptotic Behaviour of the Convolution Coefficients</title>
    <p>In this subsection, we use the progressive state of convolution coefficient to re-establish the DTBCs. The convolution coefficients for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> has the following asymptotic form</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         ~ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(34)</p>
    <p>Using</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           lim 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The Equation (34) can be written as follows</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         ~ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             θ 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               θ 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              θ 
            </mi> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         as 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>We adopt the following formats in practice</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(35)</p>
    <p>Lemma 1. (Formula of Laplace-Heine) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-24">
      [24]
     </xref> Let 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        μ 
      </mi> 
     </math> be an arbitrary real or complex number which does not belong to the closed segment 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Then as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         → 
       </mo> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≅ 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              σ 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             σ 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msqrt> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                σ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msqrt> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The “damped” legendre polynomials 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mi>
          P 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> can be derived from the following recursive formula</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msup> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(36)</p>
    <p>among 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≡ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Applying (36), we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             P 
           </mi> 
           <mo>
             ˜ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            σ 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         2. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Thus, the discrete transparent boundary conditions become</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(37)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         θ 
       </mi> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(38)</p>
    <p>We note that since the convolution coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           θ 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are consistent in (32)-(33). Then, the discrete transparent boundary conditions can be obtained.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>4. Stability Analysis</title>
   <p>The stability of the DTBCs was proved in this section. Divide it into 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       N 
     </mi> 
    </math> parts of equal length in space 
    <math 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> 
     </mrow> 
    </math> and time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       M 
     </mi> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       N 
     </mi> 
    </math> are positive integers. Therefore, we set the spatial step as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and the time step as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mo>
         / 
       </mo> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, respectively. The mesh grid 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          N 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Some notations are given</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
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            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
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          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <msubsup> 
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           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
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          <mfrac> 
           <mn>
             1 
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           <mn>
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           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
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          + 
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        <msubsup> 
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           u 
         </mi> 
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            i 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
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            + 
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          <mfrac> 
           <mn>
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           </mn> 
           <mn>
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          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
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         </mi> 
         <mn>
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        </msup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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          x 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <msubsup> 
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         u 
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          n 
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        <mo>
          + 
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        <mfrac> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mn>
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        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
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        = 
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      <mfrac> 
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            i 
          </mi> 
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          <mn>
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         </mrow> 
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            + 
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          <mfrac> 
           <mn>
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           <mn>
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          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msubsup> 
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         </mi> 
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            i 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
         </mrow> 
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          </mi> 
          <mo>
            + 
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          <mfrac> 
           <mn>
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           </mn> 
           <mn>
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           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
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          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
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         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
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        <msubsup> 
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           u 
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         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
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           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
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        = 
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      <munderover> 
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        <mo>
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       </mstyle> 
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          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
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        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
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      </munderover> 
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       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
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           <mi>
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           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The Burgers’ equation in the interior domain can be discretized by applying the Crank-Nicolson scheme</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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      </msub> 
      <msubsup> 
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         u 
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       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
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          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
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         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msubsup> 
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      </msubsup> 
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         δ 
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       <mover accent="true"> 
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          x 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <msubsup> 
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       <mrow> 
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        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
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        − 
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      <msubsup> 
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       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
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      </msubsup> 
      <msubsup> 
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       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(39)</p>
   <p>with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Lemma 2. (Plancherel’s Theorem <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-24">
     [24]
    </xref>) If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> exists for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         g 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then there also exists 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and the following relation holds:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mtext>
               e 
             </mtext> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mi>
                φ 
              </mi> 
             </mrow> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mi>
             r 
           </mi> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The integration path is the circle 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       C 
     </mi> 
    </math> defined by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            g 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> (if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ∞ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>). Especially, if 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        r 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> can be chosen to obtain:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            φ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mover accent="true"> 
       <mrow> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mtext>
             e 
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              φ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo stretchy="true">
         ¯ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        φ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Theorem 1. Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> be the numerical solution to the fully discrete system. The numerical scheme with constructed DTBCs is unconditionally stable with the following property </p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(40)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Proof. Multiplying both sides of Equation (39) by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> and summing over 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        M 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </munderover> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </munderover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <msub> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
      </msub> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         δ 
       </mi> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Applying the summation by parts formula, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mi>
                  n 
                </mi> 
                <mo>
                  + 
                </mo> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </mrow> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msubsup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msub> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </msub> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           δ 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munderover> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              D 
            </mi> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
           </msubsup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           D 
         </mi> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
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          <mo>
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         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
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             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                M 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              M 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <munderover> 
             <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
              <mo>
                ∑ 
              </mo> 
             </mstyle> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                = 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
             <mrow> 
              <mi>
                M 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </munderover> 
            <mtext>
                
            </mtext> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>Therefore, summing over time, we get the following inequality</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msubsup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              M 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          μ 
        </mi> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               μ 
             </mi> 
            </mfrac> 
            <msup> 
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              <mrow> 
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                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msubsup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msubsup> 
               </mrow> 
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                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
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            </mo> 
            <mfrac> 
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               1 
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             <mn>
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            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
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            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
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           <mn>
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           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
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              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
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               1 
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             <mn>
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            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
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           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <msubsup> 
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              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ‖ 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msubsup> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
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        <mi>
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          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
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            + 
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          <mfrac> 
           <mn>
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           <mn>
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          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
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             M 
           </mi> 
           <mrow> 
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              n 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
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               1 
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             <mn>
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            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
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            ∗ 
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              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2 
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        <mi>
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        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <munderover> 
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          <mo>
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         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
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          <mn>
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          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msubsup> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
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         </mn> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mn>
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          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             0 
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           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
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              + 
            </mo> 
            <mfrac> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mn>
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             </mn> 
            </mfrac> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mo>
            ∗ 
          </mo> 
          <msup> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
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              ˜ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mrow> 
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               ( 
             </mo> 
             <mi>
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             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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          l 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
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         l 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
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        − 
      </mo> 
      <msubsup> 
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       <mn>
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      </msubsup> 
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         q 
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       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mo>
        ∗ 
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       <mover accent="true"> 
        <mi>
          l 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        N 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. Since we consider the linearized discrete Burgers’ equation, then DTBCs can be abbreviated as</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mrow> 
          <mi>
            M 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <msup> 
           <mi>
             ω 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         φ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the solution of the discrete Burgers’ equation, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        ς 
      </mi> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          ς 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <msubsup> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msubsup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ‖ 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        &lt; 
      </mo> 
      <mi>
        ς 
      </mi> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Applying the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi mathvariant="script">
       Z 
     </mi> 
    </math>-transformation for DTBCs, we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <msup> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
               <mrow> 
                <msup> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mi>
                   n 
                 </mi> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ‖ 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(41)</p>
   <p>Similarly, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> we have</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi mathvariant="script">
        Z 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mover accent="true"> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         ^ 
       </mo> 
      </mover> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         z 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(42)</p>
   <p>Using Lemma 2, we obtain</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <munderover> 
         <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
          <mo>
            ∑ 
          </mo> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mi>
           N 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <msub> 
         <mi>
           q 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <msub> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mi>
                  q 
                </mi> 
                <mo>
                  ^ 
                </mo> 
               </mover> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  z 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mover accent="true"> 
                <mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    k 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    z 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
                <mo stretchy="true">
                  ¯ 
                </mo> 
               </mover> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
        </mfrac> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∫ 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
           <mi>
             π 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 e 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mo>
                  { 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mi>
                    f 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ^ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    z 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                 <mover accent="true"> 
                  <mrow> 
                   <mover accent="true"> 
                    <mi>
                      g 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ^ 
                    </mo> 
                   </mover> 
                   <mrow> 
                    <mo>
                      ( 
                    </mo> 
                    <mi>
                      z 
                    </mi> 
                    <mo>
                      ) 
                    </mo> 
                   </mrow> 
                  </mrow> 
                  <mo stretchy="true">
                    ¯ 
                  </mo> 
                 </mover> 
                </mrow> 
                <mo>
                  } 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msup> 
              <mtext>
                e 
              </mtext> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mi>
                 ϕ 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             ϕ 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>From equations (41)-(42), we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         N 
       </mi> 
      </munderover> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         q 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <msub> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           π 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               z 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ^ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mi>
                M 
              </mi> 
              <mi>
                N 
              </mi> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                z 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mo>
              | 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             [ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mfrac> 
               <mrow> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <msup> 
                 <mrow> 
                  <mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                   <mrow> 
                    <msup> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mi>
                       n 
                     </mi> 
                    </msup> 
                   </mrow> 
                   <mo>
                     ‖ 
                   </mo> 
                  </mrow> 
                 </mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                </msup> 
               </mrow> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  μ 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mfrac> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
            <mi>
              e 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               { 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 φ 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mrow> 
               <mo>
                 ( 
               </mo> 
               <mi>
                 z 
               </mi> 
               <mo>
                 ) 
               </mo> 
              </mrow> 
             </mrow> 
             <mo>
               } 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           | 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          z 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            ϕ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        z 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ϕ 
      </mi> 
      <mtext> 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mo>
          ≤ 
        </mo> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
        <mi>
          π 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is on the domain of the circle, we get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </msup> 
             </mrow> 
             <mo>
               ‖ 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mi>
        R 
      </mi> 
      <mi>
        e 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           φ 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           z 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         } 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Finally, we get the stability (40) of the reduced IBVP with the proposed DTBCs.</p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>5. Numerical Results</title>
   <p>In this section, some numerical results are presented to demonstrate the feasibility and the efficient of the DTBCs. Example Consider the Burgers’ equation without a source term, the analytic solution</p>
   <p>
    <math 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> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msqrt> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <msub> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
            </msub> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msqrt> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <msup> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
            <mi>
              μ 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msub> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
            8 
          </mn> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The computational interval is selected as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>. Tables 1-2 list the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mi>
         ∞ 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> errors and convergence order for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2.5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        T 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. One can be seen from <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref> and <xref ref-type="table" rid="table2">
     Table 2
    </xref>, both cases achieve second-order accuracy as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref> illustrates numerical and exact solutions at different times. We can see that the numerical solution agrees well with the exact solution. No significant reflected wave is observed near the artificial boundary, demonstrating the effectiveness of the proposed DTBCs.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>Table 1. Error and accuracy under 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    ∞
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> norm and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> norm for 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   T
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   2.5
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math> with 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   μ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.1
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
           h 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             ∞ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math> error</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">Order</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math> error</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">Order</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/2</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">6.60e−02</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">3.30e−02</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/4</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.16e−02</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.51</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">7.31e−03</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.17</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/8</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">3.20e−03</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.87</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.52e−03</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.27</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/16</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">8.54e−04</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.89</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">3.73e−04</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.03</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.138599-"></xref>Table 2. Error and accuracy under 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
   
         <mi>
          
    ∞
   
         </mi> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> norm and 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <msub> 
   
         <mi>
          
    L
   
         </mi> 
   
         <mn>
          
    1
   
         </mn> 
  
        </msub> 
 
       </mrow>

      </math> norm for 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   T
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   3
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math> with 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   μ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.1
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
           h 
         </mi> 
        </math></p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mi>
             ∞ 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math> error</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">Order</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center"> 
        <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </math> error</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">Order</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/2</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">6.21e−02</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">3.05e−02</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">-</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/4</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.43e−02</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.12</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">8.41e−03</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.86</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/8</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">3.81e−03</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.90</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.12e−03</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.97</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">/16</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">9.63e−04</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">1.99</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">5.09e−04</p></td> 
      <td class="acenter" width="15.56%"><p style="text-align:center">2.07</p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. The numerical solution is compared with the exact solution for different 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        
  T
 
       </mi>

      </math> with 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   μ
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   =
  
        </mo>
  
        <mn>
         
   0.1
  
        </mn>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/8104647-rId399.jpeg?20241230040830" />
   </fig>
  </sec><sec id="s6">
   <title>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.138599-"></xref>6. Conclusion</title>
   <p>In this paper, the DTBCs of Burgers’ equation on an unbounded domain are discussed. A linear parabolic equation is obtained by applying the Cole-Hopf transformation. Based on the DTBCs of the linear parabolic equation, we designed the DTBCs of Burgers’ equation. The original problem defined on unbounded domain is reduced into an IBVP on the bounded computational domain, which can be solved efficiently by finite difference method. The effectiveness of the method is validated through numerical results.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>This research is supported by College Students’ Innovation and Entrepreneurship Training Program (Grant No. S202410445256).</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.138599-ref1">
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     Burgers, J.M. (1940) Application of a Model System to Illustrate Some Points of the Statistical Theory of Free Turbulence. Proc. Roy. Neth. Acad. Sci. Amsterdam, 43, 2-12. 
    </mixed-citation>
   </ref>
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    <label>2</label>
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     Zabusky, N.J. and Kruskal, M.D. (1965) Interaction of “Solitons” in a Collisionless Plasma and the Recurrence of Initial States. Physical Review Letters, 15, 240-243. &gt;https://doi.org/10.1103/physrevlett.15.240
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