<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20241031//EN" "JATS-journalpublishing1-4.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
  <front>
    <journal-meta>
      <journal-id journal-id-type="publisher-id">jamp</journal-id>
      <journal-title-group>
        <journal-title>Journal of Applied Mathematics and Physics</journal-title>
      </journal-title-group>
      <issn pub-type="epub">2327-4379</issn>
      <issn pub-type="ppub">2327-4352</issn>
      <publisher>
        <publisher-name>Scientific Research Publishing</publisher-name>
      </publisher>
    </journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.4236/jamp.2026.142033</article-id>
      <article-id pub-id-type="publisher-id">jamp-149525</article-id>
      <article-categories>
        <subj-group>
          <subject>Article</subject>
        </subj-group>
        <subj-group>
          <subject>Physics</subject>
          <subject>Mathematics</subject>
        </subj-group>
      </article-categories>
      <title-group>
        <article-title>Spectral-Petrov-Galerkin Method for Parabolic Problems Based on Darcy’s Law-Preserving</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Yang</surname>
            <given-names>Shuyun</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Xiao</surname>
            <given-names>Yaxing</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author">
          <name name-style="western">
            <surname>Cao</surname>
            <given-names>Yifan</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes">
          <name name-style="western">
            <surname>Qin</surname>
            <given-names>Yonghui</given-names>
          </name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff1">1</xref>
          <xref ref-type="aff" rid="aff2">2</xref>
        </contrib>
      </contrib-group>
      <aff id="aff1"><label>1</label> Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Data Analysis and Computation, Guangxi Key Laboratory of Automatic Detecting Technology and Instruments, College of Mathematics and Computing Science, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, China </aff>
      <aff id="aff2"><label>2</label> Center for Applied Mathematics of Guangxi, Guilin University of Electronic Technology, Guilin, China </aff>
      <author-notes>
        <fn fn-type="conflict" id="fn-conflict">
          <p>The authors declare that they have no conflict of interest.</p>
        </fn>
      </author-notes>
      <pub-date pub-type="epub">
        <day>02</day>
        <month>02</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <pub-date pub-type="collection">
        <month>02</month>
        <year>2026</year>
      </pub-date>
      <volume>14</volume>
      <issue>02</issue>
      <fpage>609</fpage>
      <lpage>630</lpage>
      <history>
        <date date-type="received">
          <day>12</day>
          <month>12</month>
          <year>2025</year>
        </date>
        <date date-type="accepted">
          <day>07</day>
          <month>02</month>
          <year>2026</year>
        </date>
        <date date-type="published">
          <day>10</day>
          <month>02</month>
          <year>2026</year>
        </date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>© 2026 by the authors and Scientific Research Publishing Inc.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
        <license license-type="open-access">
          <license-p> This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link> ). </license-p>
        </license>
      </permissions>
      <self-uri content-type="doi" xlink:href="https://doi.org/10.4236/jamp.2026.142033">https://doi.org/10.4236/jamp.2026.142033</self-uri>
      <abstract>
        <p>Darcy’s law is the fundamental equation describing the flow of a fluid through a porous medium. Combined with the principle of mass conservation, it leads to the diffusion Equation (e.g., the groundwater flow equation). In this paper, the Legendre-Petrov-Galerkin method is developed for solving the parabolic problem with Dirichlet boundary conditions based on Darcy’s law-preserving. This problem is transformed into an equivalent first-order system by introducing a flux based on Darcy’s law. Our scheme is based on the Legendre Galerkin method, and the right hand side term is processed using the Legendre/Chebyshev-Gauss-Lobatto points. The time direction is approximated by the Crank-Nicolson method. The algebraic system with a sparse coefficient matrix is obtained by selecting the appropriate basis function. Error estimate of the semi-discrete scheme is given by using Gronwall’s inequality (integral form) and Darcy’s law. Numerical examples show that our scheme has the high-order spectral accuracy and it preserves Darcy’s law.</p>
      </abstract>
      <kwd-group kwd-group-type="author-generated" xml:lang="en">
        <kwd>Parabolic Problem</kwd>
        <kwd>Legendre-Petrov-Galerkin</kwd>
        <kwd>Crank-Nicolson</kwd>
        <kwd>Darcy’s Law</kwd>
        <kwd>Legendre/Chebyshev Gauss-Lobatto Points</kwd>
      </kwd-group>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec1">
      <title>1. Introduction</title>
      <p>Darcy’s law serves as the fundamental mathematical model for the flow of an incompressible fluid through a porous medium. This equation is used to describe subsurface water movement. It was formulated by Henry Darcy in 1856 based on experiments with water flowing through sand beds [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. In this famous literature, let <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> P </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> be the Volumetric flow rate and <inline-formula><mml:math><mml:mi> K </mml:mi></mml:math></inline-formula> denote the Hydraulic conductivity, respectively. <inline-formula><mml:math><mml:mi> A </mml:mi></mml:math></inline-formula> is denoted by cross-sectional area perpendicular to the flow. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> h </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be difference in hydraulic head between two points (head represents fluid potential energy) and its distance be denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mi> L </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Thus, the most common form of the equation is: </p>
      <disp-formula id="FD1">
        <label>(1.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>P</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>Δ</mml:mtext>
                <mml:mi>h</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>L</mml:mi>
            </mml:mfrac>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where the term <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext> Δ </mml:mtext><mml:mi> h </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> / </mml:mo><mml:mi> L </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is called the hydraulic gradient. Thus, as in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>], (1.1) is simplified the equation to </p>
      <disp-formula id="FD2">
        <label>(1.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>P</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>κ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>∇</mml:mo>
            <mml:mi>U</mml:mi>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>The model combines Darcy’s law, which relates the fluid velocity (or flux) to the pressure gradient with the mass conservation equation [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. It establishes the scientific foundation for the concept of fluid permeability in geosciences and hydrogeology. Although originally established experimentally as an expression of momentum conservation, Darcy’s law has since been derived from the Navier-Stokes equations through homogenization.</p>
      <p>Nowadays, the numerical solution of Darcy’s model has been extensively studied in [<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] and the references therein. Crucially, the appropriate functional setting for porous media flow takes the velocity field in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> H </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> div </mml:mtext><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the pressure in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . This leads to a saddle-point problem, which is well-posed due to the inf-sup conditions satisfied at the continuous level, and allows one to derive stability estimates for both the pressure and the divergence of the velocity as [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>]. Therefore, the research on high-order and stable methods for the problem satisfying Darcy’s flow still poses certain challenges, and the current research results are relatively limited. In this paper, we proposed the spectral-Petrov-Galerkin method for the parabolic equation based on Darcy’s law.</p>
      <p>In this paper, we consider the spectral-Petrov-Galerkin method for the following model satisfying Darcy’s law as </p>
      <disp-formula id="FD3">
        <label>(1.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>U</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mtext>
                               
                            </mml:mtext>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mi>U</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>T</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>T</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>n</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>⋅</mml:mo>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mo>∂</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>T</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>U</mml:mi>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mtext>
                           
                        </mml:mtext>
                        <mml:mo>.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a Lipschitz continuous boundary, and <inline-formula><mml:math><mml:mi> n </mml:mi></mml:math></inline-formula> is the unit outward normal vector to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∂ </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Herein, the scalar-valued coefficient <inline-formula><mml:math><mml:mi> κ </mml:mi></mml:math></inline-formula> is denoted by the symmetric positive definite matrix-valued permeability field and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> f </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the given smooth function. Now, we focus on satisfying Darcy’s law (1.2). Thus, an equivalent first order system of (1.3) can be given as </p>
      <disp-formula id="FD4">
        <label>(1.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>U</mml:mi>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mo>⋅</mml:mo>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>P</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>T</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>mass conservation</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                          <mml:mi>P</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>×</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>T</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>]</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mtext>Darcy</mml:mtext>
                            <mml:mo>’</mml:mo>
                            <mml:mtext>s law</mml:mtext>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>with the same initial value </p>
      <disp-formula id="FD5">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>κ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>∇</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>and the boundary conditions as (1.3).</p>
      <p>Recently, spectral and spectral element methods have been widely applied to solve numerical solutions of partial differential equations arising in many scientific research and engineering technology, such as, the electromagnetic scattering [<xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>], the eigenvalue problems [<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>], the multiple solutions problem [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>], and the Volterra integral equations [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. More recently, the integration of spectral concepts with modern machine learning techniques has emerged, as seen in the application of Chebyshev polynomials as activation functions in deep neural networks for solving neuro-cognitive models [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>], and the use of the second Chebyshev wavelet method for inverse nodal problems [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>].</p>
      <p>The Petrov-Galerkin method is an efficient algorithm, which has been widely used in many problems [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. The test function processing method of Petrov-Galerkin spectral method is similar to that of tau method, that is, the test function of this method does not have to satisfy the boundary condition. In [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>], this method is applied to a class of nonlocal convection-dominated diffusion problems. Discontinuous Petrov-Galerkin method with perfectly matched layers for time-harmonic problems posed on unbounded domains is given in [<xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]. In [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>], the Legendre Petrov-Galerkin and collocation method for the generalized Korteweg-de Vries equation is derived; the results show that the method has good stability.</p>
      <p>In this paper, the Legendre-Petrov-Galerkin spectral method is proposed for solving the parabolic problem (1.3) based on the first order system. The fully-discrete scheme is given by using the Crank-Nicolson method in time discretization. By using Darcy’s law that is used for the flow of a viscous fluid in a permeable medium as in [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>], the proposed approach solves the solution and its flux simultaneously, which is analogous to the famous mixed finite element method or discontinuous Galerkin method [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>]. It is well-known that the mixed finite element methods or the discontinuous Galerkin method have been widely applied to the numerical solutions of the partial differential equation arising in the field of physical and engineering problems [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>]-[<xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>]. As point out in [<xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>], the numerical scheme based on this framework is proved to obey mass conservation and unconditional stability. It is worth emphasizing that preserving Darcy’s law at the discrete level is crucial for physical simulations, as it ensures a physically consistent velocity field and guarantees local mass conservation, which are fundamental for obtaining reliable results in applications such as groundwater flow and reservoir modeling. The stability analysis of the semi-discrete scheme is derived based on Gronwall’s inequality (integral form) and Darcy’s law, the convergence analysis is also obtained. Our numerical examples are given to test the spectral accuracy of our scheme.</p>
      <p>This paper is organized as follows. In Section 2, we introduce some notations and present the Legendre-Petrov-Galerkin spectral scheme for the parabolic equation based on the first-order reformulation. Section 3 is devoted to the implementation details of the proposed method. The stability and convergence analysis of the semi-discrete scheme are provided in Section 4. Section 5 describes the fully discrete scheme and its implementation aspects. Section 6 presents numerical examples to illustrate the spectral accuracy and conservation properties of our method. Finally, concluding remarks are given in Section 7.</p>
    </sec>
    <sec id="sec2">
      <title>2. Notations and Numerical Schemes</title>
      <sec id="sec2dot1">
        <title>2.1. Notations</title>
        <p>In this paper, standard notations are used for Sobolev spaces and corresponding norms. Thus, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mi> σ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the classical weighted Sobolev space with a integer <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> ≥ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where its norm and seminorm are denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> σ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> | </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> σ </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively. We set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> σ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where the inner product and the norm are denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋅ </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>   </mml:mtext><mml:mo> ⋅ </mml:mo><mml:mtext>   </mml:mtext></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi> Λ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively. Further, we set <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> a </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> b </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> c </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Now, let us introduce the Sobolev space that are tensor products of Sobolev space on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mi> y </mml:mi></mml:math></inline-formula> . For simplicity, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mi> d </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> stand for the open hypercube <inline-formula><mml:math><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The generic point in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mi> d </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is denoted by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> x </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> = </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> d </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we associate the <inline-formula><mml:math><mml:mi> d </mml:mi></mml:math></inline-formula> -functions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> defined <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> + </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> d </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mo> ⋯ </mml:mo><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> x </mml:mi><mml:mi> d </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> d </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . For any nonnegative real numbers <inline-formula><mml:math><mml:mi> r </mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> s </mml:mi></mml:math></inline-formula> , the Sobolev space is defined as </p>
        <disp-formula id="FD6">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Λ</mml:mi>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>;</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mi>s</mml:mi>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>Ω</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>d</mml:mi>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Thus, we derive </p>
        <disp-formula id="FD7">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>L</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    <mml:mi>d</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>L</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>d</mml:mi>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                        </mml:mrow>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Next, we fixed <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> d </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the convenience of narration. Thus, for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , let </p>
        <disp-formula id="FD8">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msubsup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>v</mml:mi>
                        <mml:mo>|</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∂</mml:mo>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD9">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Λ</mml:mi>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>;</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>L</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>Λ</mml:mi>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>c</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>d</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD10">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>Λ</mml:mi>
                        <mml:mi>x</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mo>;</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>Λ</mml:mi>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>a</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>b</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>y</mml:mi>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>and </p>
        <disp-formula id="FD11">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>H</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>div</mml:mtext>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:mo>∇</mml:mo>
                  <mml:mo>⋅</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD12">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>div</mml:mtext>
                  <mml:mo>;</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>div</mml:mtext>
                      <mml:mo>;</mml:mo>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>:</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>∈</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD13">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>div</mml:mtext>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>v</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mtext>div</mml:mtext>
                      <mml:mo>;</mml:mo>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                              <mml:mi>v</mml:mi>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>v</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mfrac>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:mfrac>
                </mml:mrow>
              </mml:msup>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
      </sec>
      <sec id="sec2dot2">
        <title>2.2. Numerical Scheme</title>
        <p>In this subsection, we present our scheme for (1.4). To this end, the weak formula of (1.4) is to find <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> P </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> H </mml:mi></mml:mstyle><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mtext> div </mml:mtext><mml:mo> ; </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that </p>
        <disp-formula id="FD14">
          <label>(2.1)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>U</mml:mi>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>P</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>φ</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>H</mml:mi>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>Ω</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>T</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>P</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>ψ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>U</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:mi>ψ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                              <mml:mi>H</mml:mi>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mn>0</mml:mn>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mtext>div</mml:mtext>
                              <mml:mo>;</mml:mo>
                              <mml:mi>Ω</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>T</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>.</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Now, we turn to consider the discrete schemes of the weak form (2.1). Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the set of all the polynomials of the degree at most <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> I </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with the variable <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mi> y </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Thus, we set </p>
        <disp-formula id="FD15">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ℚ</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>×</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ℙ</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>Λ</mml:mi>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD16">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>V</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msubsup>
                <mml:mi>H</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>∩</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>ℚ</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <disp-formula id="FD17">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>W</mml:mi>
                <mml:mi>N</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtext>div</mml:mtext>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>∩</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ℚ</mml:mi>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>Ω</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>For simplicity, we also introduce the LGL or CGL nodes on <inline-formula><mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> , which are well-suited for spectral approximations due to their high-order accuracy. They are defined by: </p>
        <disp-formula id="FD18">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mstyle>
                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:mstyle>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mn>1</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>y</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>≤</mml:mo>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>As in [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>], the LGL interpolation operator or CGL interpolation operator on <inline-formula><mml:math><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mi> C </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that </p>
        <disp-formula id="FD19">
          <mml:math display="inline">
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>[</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>]</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>v</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>x</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                      <mml:mi>j</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mo>∈</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mi>ℤ</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>∩</mml:mo>
              <mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>[</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>,</mml:mo>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>]</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msup>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mi> v </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> ∘ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Therefore, the semi-discrete scheme of (2.1) is to find <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mi> W </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that </p>
        <disp-formula id="FD20">
          <label>(2.2)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>N</mml:mi>
                                  <mml:mi>t</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:msub>
                                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>φ</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>T</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>ψ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:mi>ψ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>W</mml:mi>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>T</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>]</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the initial value <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> / </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
        <p>To obtain the fully-discrete scheme, we show our method by using the Crank-Nicolson discretization in time for (2.2). Now, let us introduce a general nonuniform in time variable <inline-formula><mml:math><mml:mi> t </mml:mi></mml:math></inline-formula> as </p>
        <disp-formula id="FD21">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mn>0</mml:mn>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:msub>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:mo>⋯</mml:mo>
              <mml:mo>&lt;</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                  </mml:msub>
                </mml:mrow>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mi>T</mml:mi>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:msub>
                <mml:mi>n</mml:mi>
                <mml:mi>T</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>⌊</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                    <mml:mo>/</mml:mo>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>⌋</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mrow><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> k </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> n </mml:mi><mml:mi> T </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, we set </p>
        <disp-formula id="FD22">
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msub>
                <mml:mi>S</mml:mi>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
              </mml:msub>
              <mml:mo>:</mml:mo>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mi>τ</mml:mi>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:mi>k</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mo>⋯</mml:mo>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mo>,</mml:mo>
                  <mml:mtext>
                     
                  </mml:mtext>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>n</mml:mi>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mi>τ</mml:mi>
                  <mml:mo>=</mml:mo>
                  <mml:mi>T</mml:mi>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>}</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>For simplicity, we denote <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> v </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> t </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> v </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and define </p>
        <disp-formula id="FD23">
          <label>(2.3)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:msubsup>
                <mml:mi>v</mml:mi>
                <mml:mi>t</mml:mi>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msubsup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mi>τ</mml:mi>
              </mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>−</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>,</mml:mo>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:mtext>
                 
              </mml:mtext>
              <mml:msup>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>v</mml:mi>
                  <mml:mo>¯</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mi>k</mml:mi>
              </mml:msup>
              <mml:mo>=</mml:mo>
              <mml:mfrac>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mfrac>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>(</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>k</mml:mi>
                      <mml:mo>+</mml:mo>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mo>+</mml:mo>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                    <mml:mi>k</mml:mi>
                  </mml:msup>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>)</mml:mo>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>.</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>Thus, the fully-discrete scheme of (2.1) is to find <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> k </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mi> W </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that </p>
        <disp-formula id="FD24">
          <label>(2.4)</label>
          <mml:math>
            <mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>{</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mtable columnalign="left">
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mi>N</mml:mi>
                                  <mml:mi>t</mml:mi>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                                  <mml:mover accent="true">
                                    <mml:mi>p</mml:mi>
                                    <mml:mo>¯</mml:mo>
                                  </mml:mover>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:msup>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>f</mml:mi>
                                  <mml:mo>¯</mml:mo>
                                </mml:mover>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msup>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>φ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>φ</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>V</mml:mi>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mi>τ</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                    <mml:mtr columnalign="left">
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                                  <mml:mover accent="true">
                                    <mml:mi>p</mml:mi>
                                    <mml:mo>¯</mml:mo>
                                  </mml:mover>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>τ</mml:mi>
                              <mml:mi>ψ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>−</mml:mo>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>κ</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mfrac>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:mfrac>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msubsup>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>u</mml:mi>
                                  <mml:mo>¯</mml:mo>
                                </mml:mover>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                                <mml:mi>k</mml:mi>
                              </mml:msubsup>
                              <mml:mo>,</mml:mo>
                              <mml:mi>τ</mml:mi>
                              <mml:mtext>
                                 
                              </mml:mtext>
                              <mml:mo>∇</mml:mo>
                              <mml:mo>⋅</mml:mo>
                              <mml:mi>ψ</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>=</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                      <mml:mtd columnalign="left">
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>W</mml:mi>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mtext>
                             
                          </mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                          <mml:mo>∈</mml:mo>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>S</mml:mi>
                            <mml:mi>τ</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mo>,</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mtd>
                    </mml:mtr>
                  </mml:mtable>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:math>
        </disp-formula>
        <p>where the initial value <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:msub><mml:mi> ℐ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      </sec>
    </sec>
    <sec id="sec3">
      <title>3. Implementation</title>
      <p>In this subsection, a simple description of the implementation of our scheme (2.4) is presented. Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> L </mml:mi><mml:mi> i </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi> i </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the set of all Legendre polynomials with degree less than <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> , which satisfy the orthogonality relation as </p>
      <disp-formula id="FD25">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mi>i</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msub>
                    <mml:mi>L</mml:mi>
                    <mml:mi>j</mml:mi>
                  </mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>x</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                            <mml:mi>i</mml:mi>
                            <mml:mo>+</mml:mo>
                            <mml:mn>1</mml:mn>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mo>≠</mml:mo>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                        <mml:mo>.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>As in [<xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>], we recommend the following basis functions </p>
      <disp-formula id="FD26">
        <label>(3.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ϕ</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>ξ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ϕ</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>1</mml:mn>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>ξ</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for the boundary conditions and </p>
      <disp-formula id="FD27">
        <label>(3.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ϕ</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mi>i</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>ξ</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>i</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>for the interior basis functions of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, let us introduce the mass and stiffness matrices as </p>
      <disp-formula id="FD28">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>M</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>M</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>S</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>S</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>K</mml:mi>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>K</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>i</mml:mi>
                        <mml:mi>j</mml:mi>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>j</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where </p>
      <disp-formula id="FD29">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>M</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>S</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>K</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>i</mml:mi>
                <mml:mi>j</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                  <mml:mi>i</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:msup>
                    <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                    <mml:mo>′</mml:mo>
                  </mml:msup>
                  <mml:mi>j</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Now, we present the algebra system of our schemes (2.4), respectively. For any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mi> W </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (2.4), by using the tensor-type basis function of (3.1) and (3.2), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are expanded into </p>
      <disp-formula id="FD30">
        <label>(3.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ϕ</mml:mi>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>x</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>ϕ</mml:mi>
              <mml:mi>l</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>y</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD31">
        <label>(3.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:munderover>
              <mml:mstyle displaystyle="true" mathsize="140%">
                <mml:mo>∑</mml:mo>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mn>0</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:munderover>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>p</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> k </mml:mi></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi> P </mml:mi><mml:mo> ^ </mml:mo></mml:mover><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mi> k </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are the expansion coefficient of the approximate solution in the basis function, </p>
      <disp-formula id="FD32">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>Φ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mi>l</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msubsup>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>x</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ϕ</mml:mi>
                          <mml:mi>l</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mi>y</mml:mi>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By applying the Crank-Nicolson method to transform (2.3) into (2.4), we obtain the following algebraic system as </p>
      <disp-formula id="FD33">
        <label>(3.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>A</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>k</mml:mi>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>B</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>f</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where </p>
      <disp-formula id="FD34">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>k</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mo>^</mml:mo>
                            </mml:mover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>^</mml:mo>
                            </mml:mover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr>
                    <mml:mtd>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>^</mml:mo>
                            </mml:mover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                          <mml:mi>k</mml:mi>
                        </mml:msubsup>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mover accent="true">
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mo>^</mml:mo>
              </mml:mover>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>p</mml:mi>
                  <mml:mo>^</mml:mo>
                </mml:mover>
              </mml:mstyle>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mi>e</mml:mi>
            <mml:mi>c</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                    <mml:mo>^</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD35">
        <mml:math display="inline">
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>A</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtable>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>τ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>τ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                    </mml:mtable>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>,</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mi>B</mml:mi>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtable>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>τ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                      <mml:mtr>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>κ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>K</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                        </mml:mtd>
                        <mml:mtd>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>τ</mml:mi>
                              <mml:mo>¯</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>M</mml:mi>
                              <mml:mtext>T</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>⊗</mml:mo>
                            <mml:mi>M</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mtd>
                      </mml:mtr>
                    </mml:mtable>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> ¯ </mml:mo></mml:mover><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mo> ⊗ </mml:mo></mml:math></inline-formula> denotes the tensor product of matrices. Finally, some suitable solvers can be used to (3.5) by depending boundary conditions of (1.3).</p>
    </sec>
    <sec id="sec4">
      <title>4. Preliminaries</title>
      <p>Herein, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> : </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> I </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> → </mml:mo><mml:msub><mml:mi> ℙ </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the orthogonal projection operator on <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as in [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>][<xref ref-type="bibr" rid="B42">42</xref>], where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ξ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> or <inline-formula><mml:math><mml:mi> y </mml:mi></mml:math></inline-formula> , namely, for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> w </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> ξ </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have </p>
      <disp-formula id="FD36">
        <label>(4.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mi>π</mml:mi>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>v</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>L</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Λ</mml:mi>
                      <mml:mi>ξ</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:msub>
              <mml:mo>∈</mml:mo>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>Λ</mml:mi>
                  <mml:mi>ξ</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Further, we define <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Π </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msubsup><mml:mo> ∘ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> π </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> x </mml:mi></mml:msub><mml:mo> ⊗ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Λ </mml:mi><mml:mi> y </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, as in ([<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>], (5.8.13) and (5.8.14)), <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> Π </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mo> → </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -orthogonal projection operator on <inline-formula><mml:math><mml:mi> Ω </mml:mi></mml:math></inline-formula> , for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> w </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD37">
        <label>(4.2)</label>
        <mml:math display="inline">
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msub>
                  <mml:mi>Π</mml:mi>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:msub>
                <mml:mi>w</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>w</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>v</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>0</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mo>∀</mml:mo>
            <mml:mi>v</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msubsup>
              <mml:mi>ℚ</mml:mi>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mn>0</mml:mn>
            </mml:msubsup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>Ω</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> w </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mi> r </mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∩ </mml:mo><mml:msubsup><mml:mi> H </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> Ω </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> l </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the following results are given in ([<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>], Theorem 7.2 and Theorem 14.2 and [<xref ref-type="bibr" rid="B39">39</xref>]), </p>
      <disp-formula id="FD38">
        <label>(4.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Π</mml:mi>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mn>1</mml:mn>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD39">
        <label>(4.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>w</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>l</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>l</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                  <mml:mi>w</mml:mi>
                  <mml:mo>|</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>r</mml:mi>
            <mml:mo>≥</mml:mo>
            <mml:mi>d</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
    <sec id="sec5">
      <title>5. Stability and Convergence for Our Semi-Discrete Scheme</title>
      <p>In this section, we give a simple proof of our semi-discrete Scheme (2.2). Here, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the errors of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , respectively. Assume that <inline-formula><mml:math><mml:mover accent="true"><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the error of <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> . Thus, from (2.1) and (2.2) we have the error equation as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> V </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> × </mml:mo><mml:msub><mml:mi> W </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> such that, for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD40">
        <label>(5.1)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                              <mml:mi>N</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                                </mml:mover>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mi>N</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>f</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>φ</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                                </mml:mover>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mi>N</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                              <mml:mi>N</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>W</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>If taking <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ψ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mover accent="true"><mml:mi> p </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (5.1), we have </p>
      <disp-formula id="FD41">
        <label>(5.2)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mtable columnalign="left">
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mo>⋅</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
                <mml:mtr>
                  <mml:mtd>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mn>1</mml:mn>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                      </mml:mrow>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>∇</mml:mo>
                        <mml:mo>⋅</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>p</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                          </mml:mstyle>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>=</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mi>f</mml:mi>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>.</mml:mo>
                  </mml:mtd>
                </mml:mtr>
              </mml:mtable>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, we derive </p>
      <disp-formula id="FD42">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mover accent="true">
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                </mml:mover>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>u</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                </mml:msub>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By the Cauchy–Schwarz and Young inequalities </p>
      <disp-formula id="FD43">
        <label>(5.3)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:mfrac>
              <mml:mtext>d</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>d</mml:mtext>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mover accent="true">
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                  </mml:mover>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mfrac>
              <mml:mn>1</mml:mn>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:mfrac>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Integrating in time of (5.4), we obtain </p>
      <disp-formula id="FD44">
        <label>(5.4)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mover accent="true">
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mo>˜</mml:mo>
                            </mml:mover>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>s</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> E </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> + </mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mo> ∫ </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mi> t </mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi> f </mml:mi><mml:mo> ˜ </mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo> ‖ </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mtext> d </mml:mtext><mml:mi> s </mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Thus, we have </p>
      <disp-formula id="FD45">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>E</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>E</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>
                  </mml:mo>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By Gronwall’s inequality (integral form), we obtain </p>
      <disp-formula id="FD46">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>E</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mi>R</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>(</mml:mo>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                    <mml:mo>)</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Noting that <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is non-decreasing for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> R </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> ≤ </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we have </p>
      <disp-formula id="FD47">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>E</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mtext>e</mml:mtext>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>R</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mi>t</mml:mi>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mi>t</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Therefore, from above inequality and (5.6), we derive that for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , </p>
      <disp-formula id="FD48">
        <label>(5.5)</label>
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                                  <mml:mover accent="true">
                                    <mml:mi>p</mml:mi>
                                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                                  </mml:mover>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>s</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mover accent="true">
                          <mml:mi>u</mml:mi>
                          <mml:mo>˜</mml:mo>
                        </mml:mover>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mover accent="true">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                  <mml:mo>˜</mml:mo>
                                </mml:mover>
                                <mml:mi>N</mml:mi>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>s</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>‖</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                              <mml:mi>N</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mn>0</mml:mn>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>‖</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:msup>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mstyle displaystyle="true">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msubsup>
                          <mml:mo>∫</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:msubsup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>‖</mml:mo>
                                <mml:mrow>
                                  <mml:mover accent="true">
                                    <mml:mi>f</mml:mi>
                                    <mml:mo>˜</mml:mo>
                                  </mml:mover>
                                  <mml:mrow>
                                    <mml:mo>(</mml:mo>
                                    <mml:mi>s</mml:mi>
                                    <mml:mo>)</mml:mo>
                                  </mml:mrow>
                                </mml:mrow>
                                <mml:mo>‖</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>s</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mstyle>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>For a fixed time interval <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> [ </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we take <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> C </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> T </mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to get </p>
      <disp-formula id="FD49">
        <label>(5.6)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mover accent="true">
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                        <mml:mo>˜</mml:mo>
                      </mml:mover>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mstyle displaystyle="true">
              <mml:mrow>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mo>∫</mml:mo>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mi>T</mml:mi>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                            </mml:mstyle>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                          </mml:msub>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>(</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                            <mml:mo>)</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                  </mml:msup>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:msub>
                          <mml:mover accent="true">
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                            <mml:mo>˜</mml:mo>
                          </mml:mover>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mn>0</mml:mn>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>‖</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mover accent="true">
                                <mml:mi>f</mml:mi>
                                <mml:mo>˜</mml:mo>
                              </mml:mover>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Next, let <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> U </mml:mi><mml:mo> * </mml:mo></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Π </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mi> U </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> P </mml:mi></mml:mstyle><mml:mtext> * </mml:mtext></mml:msup><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> Π </mml:mi><mml:mrow><mml:mtext> div </mml:mtext><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> N </mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> P </mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Thus, we set </p>
      <disp-formula id="FD50">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:msub>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mi>u</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mi>u</mml:mi>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>η</mml:mi>
              <mml:mi>u</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>U</mml:mi>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>e</mml:mi>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msub>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mi>N</mml:mi>
            </mml:msub>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>P</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:msub>
              <mml:mi>η</mml:mi>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>p</mml:mi>
              </mml:mstyle>
            </mml:msub>
            <mml:mo>:</mml:mo>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                <mml:mi>P</mml:mi>
              </mml:mstyle>
              <mml:mtext>*</mml:mtext>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>P</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>By utilizing the properties of orthogonal projection (4.1), we have </p>
      <disp-formula id="FD51">
        <label>(5.7)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>U</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:msup>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>P</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>φ</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>P</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msup>
                              <mml:mi>U</mml:mi>
                              <mml:mtext>*</mml:mtext>
                            </mml:msup>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>W</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>From (2.2) and (5.7), for any <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the error equation is obtained as </p>
      <disp-formula id="FD52">
        <label>(5.8)</label>
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>{</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>e</mml:mi>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>e</mml:mi>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                              <mml:mi>N</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mo>−</mml:mo>
                            <mml:mi>f</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>+</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>η</mml:mi>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mi>φ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>φ</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>V</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>e</mml:mi>
                              <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:mstyle>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>κ</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:msub>
                              <mml:mi>e</mml:mi>
                              <mml:mi>u</mml:mi>
                            </mml:msub>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mo>∇</mml:mo>
                            <mml:mo>⋅</mml:mo>
                            <mml:mi>ψ</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>=</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>,</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ψ</mml:mi>
                        <mml:mo>∈</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>W</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>.</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
            </mml:mrow>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Taking <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> φ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> ψ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> e </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> e </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub><mml:mo> = </mml:mo><mml:msub><mml:mi> e </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in (5.8), we have </p>
      <disp-formula id="FD53">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mtext>d</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>d</mml:mtext>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                        <mml:mi>N</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mi>f</mml:mi>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mi>f</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>κ</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>η</mml:mi>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>∇</mml:mo>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mover>
                  <mml:mo>≤</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>4.3</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mn>4.4</mml:mn>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mover>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>s</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mi>f</mml:mi>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mi>s</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                      <mml:mi>P</mml:mi>
                    </mml:mstyle>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                        <mml:mi>H</mml:mi>
                      </mml:mstyle>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold">
                          <mml:mi>p</mml:mi>
                        </mml:mstyle>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>As in (5.6), we have </p>
      <disp-formula id="FD54">
        <mml:math>
          <mml:mtable columnalign="left">
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mi>t</mml:mi>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>e</mml:mi>
                                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                  <mml:mi>p</mml:mi>
                                </mml:mstyle>
                              </mml:msub>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>t</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mn>2</mml:mn>
                      </mml:msup>
                      <mml:mtext>d</mml:mtext>
                      <mml:mi>t</mml:mi>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>e</mml:mi>
                        <mml:mi>u</mml:mi>
                      </mml:msub>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mstyle displaystyle="true">
                  <mml:mrow>
                    <mml:msubsup>
                      <mml:mo>∫</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mi>T</mml:mi>
                    </mml:msubsup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>(</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>s</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>‖</mml:mo>
                                <mml:mi>f</mml:mi>
                                <mml:mo>‖</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mi>H</mml:mi>
                                <mml:mi>s</mml:mi>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mo>+</mml:mo>
                          <mml:mi>C</mml:mi>
                          <mml:msup>
                            <mml:mi>N</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>−</mml:mo>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mi>r</mml:mi>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msup>
                          <mml:msubsup>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>‖</mml:mo>
                                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                  <mml:mi>P</mml:mi>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mo>‖</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msup>
                                <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                                  <mml:mi>H</mml:mi>
                                </mml:mstyle>
                                <mml:mi>r</mml:mi>
                              </mml:msup>
                              <mml:mrow>
                                <mml:mo>(</mml:mo>
                                <mml:mi>Ω</mml:mi>
                                <mml:mo>)</mml:mo>
                              </mml:mrow>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mn>2</mml:mn>
                          </mml:msubsup>
                          <mml:mtext>d</mml:mtext>
                          <mml:mi>t</mml:mi>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>)</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:mstyle>
                <mml:mtext>
                   
                </mml:mtext>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Now, we consider the error estimate <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> e </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> t </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> by using (4.3) and (4.4), </p>
      <disp-formula id="FD55">
        <mml:math>
          <mml:mtable>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>e</mml:mi>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>=</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:msub>
                          <mml:mi>Π</mml:mi>
                          <mml:mi>N</mml:mi>
                        </mml:msub>
                      </mml:mrow>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>ℐ</mml:mi>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>+</mml:mo>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>Π</mml:mi>
                      <mml:mi>N</mml:mi>
                    </mml:msub>
                    <mml:msub>
                      <mml:mi>U</mml:mi>
                      <mml:mn>0</mml:mn>
                    </mml:msub>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
            <mml:mtr>
              <mml:mtd>
                <mml:mo>≤</mml:mo>
                <mml:mi>C</mml:mi>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>N</mml:mi>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mi>r</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
                <mml:msub>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mi>U</mml:mi>
                        <mml:mn>0</mml:mn>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                    <mml:mo>‖</mml:mo>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mrow>
                    <mml:msup>
                      <mml:mi>H</mml:mi>
                      <mml:mi>r</mml:mi>
                    </mml:msup>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mo>(</mml:mo>
                      <mml:mi>Ω</mml:mi>
                      <mml:mo>)</mml:mo>
                    </mml:mrow>
                  </mml:mrow>
                </mml:msub>
                <mml:mo>.</mml:mo>
              </mml:mtd>
            </mml:mtr>
          </mml:mtable>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Theorem</bold><bold>5.1.</bold><italic>Assume</italic><italic>that</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> r </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> s </mml:mi><mml:mo> &gt; </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic></p>
      <disp-formula id="FD56">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>H</mml:mi>
              <mml:mn>1</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>T</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:msubsup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msubsup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>∩</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>T</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>C</mml:mi>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>[</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>0</mml:mn>
                    <mml:mo>,</mml:mo>
                    <mml:mi>T</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>]</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD57">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>P</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>T</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:msub>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mn>0</mml:mn>
                </mml:msub>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>div</mml:mtext>
                    <mml:mo>;</mml:mo>
                    <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>∩</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD58">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>g</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>L</mml:mi>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>T</mml:mi>
                <mml:mo>;</mml:mo>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>I</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>Then there exists a positive constant</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> C </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>such that</italic></p>
      <disp-formula id="FD59">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>‖</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>u</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>U</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>‖</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>≤</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>r</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>P</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
                    <mml:mi>H</mml:mi>
                  </mml:mstyle>
                  <mml:mi>r</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mi>C</mml:mi>
            <mml:msup>
              <mml:mi>N</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>s</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:msub>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                  <mml:mi>f</mml:mi>
                  <mml:mo>‖</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>H</mml:mi>
                  <mml:mi>s</mml:mi>
                </mml:msup>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>Ω</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
            </mml:msub>
            <mml:mo>,</mml:mo>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mtext>
               
            </mml:mtext>
            <mml:mi>t</mml:mi>
            <mml:mo>∈</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>0</mml:mn>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>T</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>]</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
    </sec>
    <sec id="sec6">
      <title>6. Numerical Examples</title>
      <p>In this section, some numerical examples are given to verify the effectiveness and high accuracy of our method. Darcy’s law (1.2) with approximate solutions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> , </mml:mo><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also verified via numerical examples. For simplicity, we define <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle></mml:msub><mml:mo> : </mml:mo><mml:mo> = </mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mo> − </mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . Herein, we apply the Legendre-Petrov-Galerkin method (2.4) with the interpolation on CGL nodes to solve problems (1.3), and compare the results with other spectral methods.</p>
      <p><bold>Example</bold><bold>6.1.</bold><italic>Consider</italic> (1.3) <italic>with</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> π </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>and</italic><italic>the</italic><italic>initial</italic><italic>value</italic><italic>condition</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> sin </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 12 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 0.5 </mml:mn><mml:mi> sin </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 8 </mml:mn><mml:mi> x </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic><italic>The</italic><italic>Dirichlet</italic><italic>boundary</italic><italic>condition</italic><italic>is</italic><italic>given</italic><italic>as:</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mi> u </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> π </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <italic>Assume</italic><italic>that</italic><italic>the</italic><italic>exact</italic><italic>solution</italic><italic>and</italic><italic>Darcy’s</italic><italic>equation</italic><italic>are</italic><italic>given</italic><italic>by</italic></p>
      <disp-formula id="FD60">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>sin</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>12</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mi>t</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>0.5</mml:mn>
            <mml:mi>sin</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD61">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mn>12</mml:mn>
            <mml:mi>cos</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>12</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mi>t</mml:mi>
            </mml:msup>
            <mml:mo>+</mml:mo>
            <mml:mn>4</mml:mn>
            <mml:mi>cos</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>8</mml:mn>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this example, we confirm the spectral accuracy of the proposed method (2.4) and Darcy’s law with respect to the corresponding numerical solution.</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref> shows images of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and the approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at the final time <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and its corresponding error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> − </mml:mo><mml:mi> U </mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also given, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 64 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The maximum errors and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are given in <bold>Table 1</bold>, where the time steps are taken <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the degree of polynomial <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> is increasing from 28 to 64. Note that our scheme has high order accuracy and is an effective method from the numerical results given in <xref ref-type="fig" rid="fig1">Figure 1</xref> and <bold>Table 1</bold>. From <xref ref-type="fig" rid="fig2">Figure 2</xref>, we can see that all the error ratios in <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -norm of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mo> + </mml:mo><mml:mo> ∇ </mml:mo><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are less than or equal to 10<sup>−</sup><sup>9</sup>. Thus, the discrete form of Darcy’s law (1.2) is satisfied.</p>
      <fig id="fig1">
        <label>Figure 1</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId408.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p>(a)</p>
      <fig id="fig2">
        <label>Figure 2</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId409.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p>(b)</p>
      <p><bold>Figure 1.</bold> The plot of solutions and their corresponding error function at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.1, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 64 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (a) The image of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its numerical solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; (b) The image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig3">
        <label>Figure 3</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId428.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 2.</bold> The <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -error evolution for Darcy’s flow with our scheme taking time step-size as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0.1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for Example 6.1, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 128 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (c) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Table 1.</bold> The maximum errors and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of Scheme (2.4) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.1.</p>
      <table-wrap id="tbl1">
        <label>Table 1</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>∞</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>∞</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="3">
                10
                <sup>−3</sup>
              </td>
              <td>28</td>
              <td>1.9495e−04</td>
              <td>6.9862e−02</td>
              <td>1.4481e−04</td>
              <td>4.7403e−02</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>32</td>
              <td>2.7855e−06</td>
              <td>1.1517e−03</td>
              <td>2.0081e−06</td>
              <td>7.8518e−04</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>64</td>
              <td>2.2190e−09</td>
              <td>5.1843e−08</td>
              <td>2.1977e−09</td>
              <td>2.4567e−08</td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="3">
                10
                <sup>−4</sup>
              </td>
              <td>28</td>
              <td>1.9495e−04</td>
              <td>6.9862e−02</td>
              <td>1.4481e−04</td>
              <td>4.7403e−02</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>32</td>
              <td>2.7855e−06</td>
              <td>1.1517e−03</td>
              <td>2.0100e−06</td>
              <td>7.8520e−04</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>64</td>
              <td>2.2230e−11</td>
              <td>5.2136e−10</td>
              <td>2.2033e−11</td>
              <td>2.4843e−10</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p><bold>Example</bold><bold>6.2.</bold><italic>Consider</italic><italic>the</italic><italic>parabolic</italic><italic>problem</italic> (1.3) <italic>with</italic><italic>some</italic><italic>different</italic><italic>constant</italic><italic>coefficients</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> κ </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <italic>where</italic><italic>the</italic><italic>exact</italic><italic>solution</italic><italic>and</italic><italic>Darcy’s</italic><italic>equation</italic><italic>are</italic><italic>given</italic><italic>by</italic></p>
      <disp-formula id="FD62">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>sin</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>cos</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:mi>sin</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD63">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mo>−</mml:mo>
            <mml:msup>
              <mml:mi>κ</mml:mi>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mn>2</mml:mn>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>cos</mml:mi>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mn>2</mml:mn>
                    <mml:mi>π</mml:mi>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
                <mml:msup>
                  <mml:mtext>e</mml:mtext>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mfrac>
                      <mml:mn>1</mml:mn>
                      <mml:mn>2</mml:mn>
                    </mml:mfrac>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:msup>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>In this example, we consider the effectiveness of our scheme (2.4) for the parabolic equation with different values of <inline-formula><mml:math><mml:mi> κ </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>For <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 28 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the images of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are presented in <xref ref-type="fig" rid="fig3">Figure 3</xref>, and the corresponding error function is also shown. In <bold>Table 2</bold>, we take <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> increase from 14 to 22 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and take the time step decrease from <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> p </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are listed. Here, we also show that Darcy’s law is satisfied from <xref ref-type="fig" rid="fig4">Figure 4</xref>.</p>
      <p><bold>Table 2.</bold> Errors with the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -norm of Scheme (2.4) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.2 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 12 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <table-wrap id="tbl2">
        <label>Table 2</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td rowspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td rowspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td colspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>5</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td colspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>κ</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>12</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="5">
                10
                <sup>−5</sup>
              </td>
              <td>14</td>
              <td>1.8479e−05</td>
              <td>7.1165e−03</td>
              <td>1.8481e−05</td>
              <td>1.1025e−02</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>16</td>
              <td>7.9116e−07</td>
              <td>3.5902e−04</td>
              <td>7.9124e−07</td>
              <td>5.5621e−04</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>18</td>
              <td>2.5723e−08</td>
              <td>1.3639e−05</td>
              <td>2.5725e−08</td>
              <td>2.1129e−05</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>20</td>
              <td>6.6188e−10</td>
              <td>4.0565e−07</td>
              <td>6.6192e−10</td>
              <td>6.2844e−07</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>22</td>
              <td>1.3873e−11</td>
              <td>9.7240e−09</td>
              <td>1.3871e−11</td>
              <td>1.5063e−08</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                10
                <sup>−1</sup>
              </td>
              <td rowspan="3">24</td>
              <td>3.2197e−05</td>
              <td>5.1087e−04</td>
              <td>5.8322e−06</td>
              <td>1.4703e−04</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                10
                <sup>−3</sup>
              </td>
              <td>3.1639e−09</td>
              <td>5.0238e−08</td>
              <td>5.5801e−10</td>
              <td>1.4190e−08</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                10
                <sup>−5</sup>
              </td>
              <td>3.2477e−13</td>
              <td>1.9095e−10</td>
              <td>2.5707e−13</td>
              <td>2.9152e−10</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <fig id="fig4">
        <label>Figure 4</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId531.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p>(a)</p>
      <fig id="fig5">
        <label>Figure 5</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId532.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p>(b)</p>
      <p><bold>Figure 3</bold><bold>.</bold> The plot of solutions and the corresponding error function at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.2 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 28 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (a) The image of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its numerical solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; (b) The image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig6">
        <label>Figure 6</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId553.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 4.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -error evolution for Darcy’s flow with taking time step-size as <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> { </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0.1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo> , </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo> } </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.2, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 32 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (c) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Example</bold><bold>6.3.</bold><italic>Consider</italic><italic>the</italic><italic>parabolic</italic><italic>problem</italic> (1.3) <italic>with</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> . </mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>Assume</italic><italic>that</italic><italic>the</italic><italic>following</italic><italic>exact</italic><italic>solution</italic><italic>and</italic><italic>Darcy’s</italic><italic>equation</italic><italic>are</italic><italic>given</italic><italic>as</italic></p>
      <disp-formula id="FD64">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>exp</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mrow>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mtext>ch</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mi>x</mml:mi>
                    <mml:mo>−</mml:mo>
                    <mml:mtext>ch</mml:mtext>
                    <mml:mtext>
                       
                    </mml:mtext>
                    <mml:mn>1</mml:mn>
                  </mml:mrow>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mn>2</mml:mn>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD65">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mn>2</mml:mn>
            <mml:mi>exp</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>1</mml:mn>
                  <mml:mrow>
                    <mml:mi>t</mml:mi>
                    <mml:mo>+</mml:mo>
                    <mml:mi>α</mml:mi>
                  </mml:mrow>
                </mml:mfrac>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>cosh</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mi>cosh</mml:mi>
                <mml:mn>1</mml:mn>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mi>sinh</mml:mi>
            <mml:mi>x</mml:mi>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p>Here, we consider the effectiveness of the proposed scheme for solving the parabolic problem (1.3) with the exact solution including a parameter <inline-formula><mml:math><mml:mi> α </mml:mi></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>In <xref ref-type="fig" rid="fig5">Figure 5</xref>, we draw the plots of the exact solutions <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and the approximate solutions <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the error function at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . In <bold>Table 3</bold>, for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.13 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , we show the maximum errors and the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of our scheme (2.4) with <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> increasing from 6 to 14 at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig7">
        <label>Figure 7</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId598.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p>(a)</p>
      <fig id="fig8">
        <label>Figure 8</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId599.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p>(b)</p>
      <p><bold>Figure 5.</bold> The plot of solutions and its corresponding error function at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.3, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (a) The image of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its numerical solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; (b) The image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Table 3.</bold> The maximum errors and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of Scheme (2.4) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.3 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1.13 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <table-wrap id="tbl3">
        <label>Table 3</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                                <mml:mi>u</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>∞</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:msub>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>E</mml:mi>
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                            <mml:mo>‖</mml:mo>
                          </mml:mrow>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>∞</mml:mi>
                      </mml:msub>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>6</td>
              <td rowspan="5">
                10
                <sup>−4</sup>
              </td>
              <td>2.1935e−04</td>
              <td>9.3115e−03</td>
              <td>3.2534e−04</td>
              <td>6.0122e−03</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>8</td>
              <td>2.3022e−06</td>
              <td>1.3123e−04</td>
              <td>3.0395e−06</td>
              <td>8.3223e−05</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>10</td>
              <td>1.7046e−08</td>
              <td>1.1689e−06</td>
              <td>2.2786e−08</td>
              <td>7.2355e−07</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>12</td>
              <td>6.4845e−10</td>
              <td>8.7346e−09</td>
              <td>8.1825e−10</td>
              <td>5.5337e−09</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>14</td>
              <td>6.4608e−10</td>
              <td>2.4025e−09</td>
              <td>7.7765e−10</td>
              <td>1.2105e−09</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p>In <bold>Table 4</bold>, we give the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of Scheme (2.4) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mi> τ </mml:mi></mml:math></inline-formula> takes values from 10<sup>−</sup><sup>1</sup> to 10<sup>−</sup><sup>5</sup> for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 18 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> is increasing from 8 to 20 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The numerical results show that our method has high accuracy. Similarly, <xref ref-type="fig" rid="fig6">Figure 6</xref> also shows that our scheme preserves Darcy’s law.</p>
      <p><bold>Table 4.</bold> The <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of Scheme (2.4) with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 4 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.3 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> α </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <table-wrap id="tbl4">
        <label>Table 4</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td rowspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td rowspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td colspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mo>−</mml:mo>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td colspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mi>α</mml:mi>
                      <mml:mo>=</mml:mo>
                      <mml:mn>10</mml:mn>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                10
                <sup>−1</sup>
              </td>
              <td rowspan="3">18</td>
              <td>1.7927e−07</td>
              <td>6.5189e−07</td>
              <td>1.5496e−07</td>
              <td>5.6902e−07</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                10
                <sup>−3</sup>
              </td>
              <td>1.7909e−11</td>
              <td>6.5112e−11</td>
              <td>1.5496e−11</td>
              <td>5.6895e−11</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                10
                <sup>−5</sup>
              </td>
              <td>1.5958e−12</td>
              <td>6.8045e−12</td>
              <td>3.4015e−13</td>
              <td>3.0327e−12</td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="5">
                10
                <sup>−4</sup>
              </td>
              <td>8</td>
              <td>1.2836e−06</td>
              <td>1.9702e−05</td>
              <td>1.5709e−06</td>
              <td>2.3851e−05</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>12</td>
              <td>5.1595e−11</td>
              <td>8.8627e−10</td>
              <td>6.3144e−11</td>
              <td>1.0721e−09</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>16</td>
              <td>2.8067e−13</td>
              <td>1.1194e−12</td>
              <td>1.0870e−13</td>
              <td>5.1159e−13</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>18</td>
              <td>2.7178e−13</td>
              <td>1.1923e−12</td>
              <td>3.3849e−13</td>
              <td>1.4844e−12</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>20</td>
              <td>2.7511e−13</td>
              <td>1.2555e−12</td>
              <td>7.0803e−14</td>
              <td>2.3958e−13</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <fig id="fig9">
        <label>Figure 9</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId683.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 6.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -error evolution for Darcy’s flow with varying time steps <inline-formula><mml:math><mml:mi> τ </mml:mi></mml:math></inline-formula> in Example 6.3, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (c) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Example</bold><bold>6.4.</bold><italic>Consider</italic><italic>the</italic><italic>parabolic</italic><italic>problem</italic> (1.3) <italic>with</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic><italic>Assume</italic><italic>that</italic><italic>the</italic><italic>exact</italic><italic>solution</italic><italic>and</italic><italic>Darcy’s</italic><italic>equation</italic><italic>are</italic><italic>given</italic><italic>as</italic><italic>follows</italic></p>
      <disp-formula id="FD66">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>sin</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD67">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>P</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mi>π</mml:mi>
            <mml:mi>cos</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>π</mml:mi>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:msup>
              <mml:mtext>e</mml:mtext>
              <mml:mrow>
                <mml:mo>−</mml:mo>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mn>3</mml:mn>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:msup>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:msup>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
            </mml:msup>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><italic>In this example, we apply our scheme</italic>(<italic>2.4</italic>)<italic>to solve the numerical solution of Example 6.4 and compare our scheme with the Legendre</italic><italic>Galerkin</italic><italic>Chebyshev collocation least squares method</italic>(<italic>LGCC-LS</italic>)<italic>proposed in</italic>[<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>]<italic>.</italic></p>
      <p>In this example, we apply our scheme (2.4) to solve the numerical solution of Example 6.4 and compare our scheme with the Legendre Galerkin Chebyshev collocation least squares method (LGCC-LS) proposed in [<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>]. The images of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its approximation solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig7">Figure 7</xref>, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and its corresponding error function at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is also given. Similarly, <xref ref-type="fig" rid="fig8">Figure 8</xref> also shows that our scheme preserves Darcy’s law. The <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors derived by our scheme (2.4) at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are shown in <bold>Table 5</bold>, where <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> is increasing from 8 to 20 for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . The <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors obtained from the LGCC-LS method with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are also listed in <bold>Table 5</bold>.</p>
      <p><bold>Example</bold><bold>6.5.</bold><italic>Consider</italic><italic>the</italic><italic>two-dimensional</italic><italic>parabolic</italic><italic>Equation</italic>(<italic>1.3</italic>) <italic>with</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> κ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mi> x </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> y </mml:mi><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> t </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow><mml:mo> ∈ </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup><mml:mo> × </mml:mo><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:mn> 0 </mml:mn><mml:mo> , </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi></mml:mrow><mml:mo> ] </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>.</italic><italic>Assume</italic><italic>that</italic><italic>the</italic><italic>exact</italic><italic>solution</italic><inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>and</italic><italic>Darcy’s</italic><italic>equation</italic><italic>are</italic><italic>given</italic><italic>as</italic></p>
      <disp-formula id="FD68">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mi>U</mml:mi>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mtext>exp</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtext>sin</mml:mtext>
                <mml:mrow>
                  <mml:mo>(</mml:mo>
                  <mml:mi>t</mml:mi>
                  <mml:mo>)</mml:mo>
                </mml:mrow>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>cos</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>x</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mtext>cos</mml:mtext>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mfrac>
                  <mml:mi>π</mml:mi>
                  <mml:mn>2</mml:mn>
                </mml:mfrac>
                <mml:mi>y</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>,</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <disp-formula id="FD69">
        <mml:math>
          <mml:mrow>
            <mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal">
              <mml:mi>P</mml:mi>
            </mml:mstyle>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mi>x</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>y</mml:mi>
                <mml:mo>,</mml:mo>
                <mml:mi>t</mml:mi>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>P</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mn>1</mml:mn>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:msup>
                          <mml:mi>P</mml:mi>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                        </mml:msup>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                            <mml:mo>,</mml:mo>
                            <mml:mi>t</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>=</mml:mo>
            <mml:mrow>
              <mml:mo>(</mml:mo>
              <mml:mrow>
                <mml:mtable columnalign="left">
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mi>π</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mi>exp</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>sin</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                  <mml:mtr columnalign="left">
                    <mml:mtd columnalign="left">
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>−</mml:mo>
                        <mml:mfrac>
                          <mml:mi>π</mml:mi>
                          <mml:mn>2</mml:mn>
                        </mml:mfrac>
                        <mml:mi>exp</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mi>sin</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:mo>(</mml:mo>
                              <mml:mi>t</mml:mi>
                              <mml:mo>)</mml:mo>
                            </mml:mrow>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>cos</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                            <mml:mi>x</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mi>sin</mml:mi>
                        <mml:mrow>
                          <mml:mo>(</mml:mo>
                          <mml:mrow>
                            <mml:mfrac>
                              <mml:mi>π</mml:mi>
                              <mml:mn>2</mml:mn>
                            </mml:mfrac>
                            <mml:mi>y</mml:mi>
                          </mml:mrow>
                          <mml:mo>)</mml:mo>
                        </mml:mrow>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mtd>
                  </mml:mtr>
                </mml:mtable>
              </mml:mrow>
              <mml:mo>)</mml:mo>
            </mml:mrow>
            <mml:mo>.</mml:mo>
          </mml:mrow>
        </mml:math>
      </disp-formula>
      <p><bold>Table 5.</bold> The <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -errors of Scheme (2.4) and the LGCC-LS method with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.4.</p>
      <table-wrap id="tbl5">
        <label>Table 5</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td rowspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td rowspan="2">
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td colspan="2">Scheme (2.4)</td>
              <td colspan="2">
                LGCC-LS [
                <xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>
                ]
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>p</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="4">
                10
                <sup>−3</sup>
              </td>
              <td>8</td>
              <td>2.6520e−09</td>
              <td>1.2201e−02</td>
              <td>2.7450e−09</td>
              <td>3.9857e−03</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>12</td>
              <td>2.5863e−09</td>
              <td>7.2884e−06</td>
              <td>3.0428e−09</td>
              <td>3.2813e−06</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>16</td>
              <td>2.6220e−09</td>
              <td>1.8153e−08</td>
              <td>3.5135e−09</td>
              <td>1.4404e−08</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>20</td>
              <td>2.6443e−09</td>
              <td>1.7952e−08</td>
              <td>3.9282e−09</td>
              <td>1.6058e−08</td>
            </tr>
            <tr>
              <td rowspan="4">
                10
                <sup>−5</sup>
              </td>
              <td>8</td>
              <td>1.3944e−10</td>
              <td>1.2201e−02</td>
              <td>2.7219e−10</td>
              <td>3.9857e−03</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>12</td>
              <td>2.5926e−13</td>
              <td>7.2785e−06</td>
              <td>3.0719e−13</td>
              <td>3.2842e−06</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>16</td>
              <td>2.6213e−13</td>
              <td>1.1010e−09</td>
              <td>3.5132e−13</td>
              <td>6.2322e−10</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>20</td>
              <td>2.6434e−13</td>
              <td>1.9048e−12</td>
              <td>3.9270e−13</td>
              <td>1.0826e−11</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <fig id="fig10">
        <label>Figure 10</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId756.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p>(a)</p>
      <fig id="fig11">
        <label>Figure 11</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId757.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p>(b)</p>
      <p><bold>Figure 7.</bold> The plot of solutions and the corresponding error function with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in Example 6.4, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 6 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (a) The image of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> U </mml:mi><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its numerical solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> ; (b) The image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , For the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig12">
        <label>Figure 12</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId776.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 8.</bold><inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -error evolution for Darcy’s flow with varying time steps <inline-formula><mml:math><mml:mi> τ </mml:mi></mml:math></inline-formula> in Example 6.4, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 24 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (c) for <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p>Here, <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> U </mml:mi><mml:mn> 0 </mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mi> f </mml:mi></mml:math></inline-formula> are obtained from above exact solution, respectively. In this example, we test the effectiveness of our scheme (2.4) for solving the two-dimensional parabolic Equation (1.3).</p>
      <p><xref ref-type="fig" rid="fig9">Figure 9</xref> shows the images of the approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the error between the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its numerical solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . <bold>Table 6</bold> lists errors in the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -norm of our scheme with increasing <inline-formula><mml:math><mml:mi> N </mml:mi></mml:math></inline-formula> from 8 to 14, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . These numerical results verify that our scheme is effective for solving two-dimensional parabolic equation.</p>
      <fig id="fig13">
        <label>Figure 13</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId809.jpeg?20260210034840" />
      </fig>
      <p>(a)</p>
      <fig id="fig14">
        <label>Figure 14</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId810.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p>(b)</p>
      <p><bold>Figure 9.</bold> The images of the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its numerical solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and the corresponding error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for Example 6.5, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 14 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) For the exact solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and it approximate solution <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> u </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) For the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mi> E </mml:mi><mml:mi> u </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <p><bold>Table 6.</bold> Errors in the <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msup><mml:mi> L </mml:mi><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> -norm at <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of our scheme with <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 5 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for Example 6.5.</p>
      <table-wrap id="tbl6">
        <label>Table 6</label>
        <table>
          <tbody>
            <tr>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>N</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mi>τ</mml:mi>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mi>u</mml:mi>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                                <mml:mn>1</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
              <td>
                <inline-formula>
                  <mml:math>
                    <mml:mrow>
                      <mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                        <mml:mrow>
                          <mml:msub>
                            <mml:mi>E</mml:mi>
                            <mml:mrow>
                              <mml:msub>
                                <mml:mi>p</mml:mi>
                                <mml:mn>2</mml:mn>
                              </mml:msub>
                            </mml:mrow>
                          </mml:msub>
                        </mml:mrow>
                        <mml:mo>‖</mml:mo>
                      </mml:mrow>
                    </mml:mrow>
                  </mml:math>
                </inline-formula>
              </td>
            </tr>
            <tr>
              <td>8</td>
              <td rowspan="4">
                10
                <sup>−</sup>
                <sup>5</sup>
              </td>
              <td>1.6656e−04</td>
              <td>0.0020</td>
              <td>0.0020</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>10</td>
              <td>4.4773e−06</td>
              <td>4.4773e−05</td>
              <td>4.4773e−05</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>12</td>
              <td>4.4801e−06</td>
              <td>6.0700e−05</td>
              <td>6.0700e−05</td>
            </tr>
            <tr>
              <td>14</td>
              <td>4.6018e−06</td>
              <td>6.2208e−05</td>
              <td>6.2208e−05</td>
            </tr>
          </tbody>
        </table>
      </table-wrap>
      <p>In order to verify Darcy’s flow equation, we consider the error graphs of each component of <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:msub><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> p </mml:mi></mml:mstyle><mml:mi> N </mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> when <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 32 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> respectively. Among them, <xref ref-type="fig" rid="fig10">Figure 10</xref> corresponds to the time step <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <xref ref-type="fig" rid="fig11">Figure 11</xref> corresponds to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <xref ref-type="fig" rid="fig12">Figure 12</xref> corresponds to <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . These numerical results show our scheme preserves Darcy’s equation.</p>
      <fig id="fig15">
        <label>Figure 15</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId857.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 10.</bold>Images of error functions for each component of Darcy’s law, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 32 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 0.1 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) For the image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> E </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) For the image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> E </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig16">
        <label>Figure 16</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId868.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 11.</bold> Graphs of error functions for each component of Darcy’s law equation, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 32 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) For the image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> E </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) For the image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> E </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
      <fig id="fig17">
        <label>Figure 17</label>
        <graphic xlink:href="https://html.scirp.org/file/1724497-rId879.jpeg?20260210034839" />
      </fig>
      <p><bold>Figure 12.</bold> Images of error functions for each component of Darcy’s law, where <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> N </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 32 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> T </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mi> τ </mml:mi><mml:mo> = </mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn> 10 </mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> − </mml:mo><mml:mn> 3 </mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> . (a) For the image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> E </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 1 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , (b) For the image of the error function <inline-formula><mml:math><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> E </mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi> p </mml:mi><mml:mi> N </mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo> ( </mml:mo><mml:mn> 2 </mml:mn><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo> ) </mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></inline-formula> .</p>
    </sec>
    <sec id="sec7">
      <title>7. Conclusion</title>
      <p>In this paper, the Legendre-Petrov-Galerkin method has been developed for solving the parabolic equation satisfying Darcy’s law. Consequently, the proposed scheme can derive the approximate solutions of the original solution <inline-formula><mml:math><mml:mi> U </mml:mi></mml:math></inline-formula> and its flux variable <inline-formula><mml:math><mml:mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"><mml:mi> P </mml:mi></mml:mstyle></mml:math></inline-formula> simultaneously. The stability analysis of the semi-discrete scheme has been given by using Gronwall’s inequality (integral form) and Darcy’s equation and the corresponding error estimate has been derived. Some numerical results of one-dimensional and two-dimensional problems are presented to test the high order precision and the effectiveness of our scheme. In future work, we shall give an extension of our scheme for solving the nonlinear model that satisfies Darcy’s equation and its optimal error estimate.</p>
    </sec>
    <sec id="sec8">
      <title>Acknowledgements</title>
      <p>This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (No.12561067), the Science and Technology Project of Guangxi (No. GuikeAD25069086), Innovation Project of GUET Graduate Education (No. 2025YCXS127), and the Guangxi Key Laboratory of Automatic Detecting Technology and Instruments (YQ22106).</p>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <title>References</title>
      <ref id="B1">
        <label>1.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Hubbert, M.K. (1956) Darcy’s Law and the Field Equations of the Flow of Underground Fluids. <italic>Transactions of the AIME</italic>, 207, 222-239. https://doi.org/10.2118/749-g <pub-id pub-id-type="doi">10.2118/749-g</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.2118/749-g">https://doi.org/10.2118/749-g</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hubbert, M.K.</string-name>
            </person-group>
            <year>1956</year>
            <article-title>Darcy’s Law and the Field Equations of the Flow of Underground Fluids</article-title>
            <source>Transactions of the AIME</source>
            <volume>207</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.2118/749-g</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B2">
        <label>2.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Durlofsky, L.J. (1994) Accuracy of Mixed and Control Volume Finite Element Approximations to Darcy Velocity and Related Quantities. <italic>Water Resources Research</italic>, 30, 965-973. https://doi.org/10.1029/94wr00061 <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/94wr00061</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1029/94wr00061">https://doi.org/10.1029/94wr00061</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Durlofsky, L.J.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>Accuracy of Mixed and Control Volume Finite Element Approximations to Darcy Velocity and Related Quantities</article-title>
            <source>Water Resources Research</source>
            <volume>30</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1029/94wr00061</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B3">
        <label>3.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Masud, A. and Hughes, T.J.R. (2002) A Stabilized Mixed Finite Element Method for Darcy Flow. <italic>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</italic>, 191, 4341-4370. https://doi.org/10.1016/s0045-7825(02)00371-7 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0045-7825(02)00371-7</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s0045-7825(02)00371-7">https://doi.org/10.1016/s0045-7825(02)00371-7</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Masud, A.</string-name>
              <string-name>Hughes, T.J.R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2002</year>
            <article-title>A Stabilized Mixed Finite Element Method for Darcy Flow</article-title>
            <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source>
            <volume>7825</volume>
            <issue>02</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0045-7825(02)00371-7</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B4">
        <label>4.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Chen, Y., Liu, D., Li, Y., Li, Z. and Zhu, Y. (2025) Two-dimensional Modified Darcy Model for Calculating Seepage Problems in Underground Gas Storage Reservoirs. <italic>Geoenergy</italic><italic>Science and Engineering</italic>, 253, Article ID: 213971. https://doi.org/10.1016/j.geoen.2025.213971 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.geoen.2025.213971</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.geoen.2025.213971">https://doi.org/10.1016/j.geoen.2025.213971</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Chen, Y.</string-name>
              <string-name>Liu, D.</string-name>
              <string-name>Li, Y.</string-name>
              <string-name>Li, Z.</string-name>
              <string-name>Zhu, Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Two-dimensional Modified Darcy Model for Calculating Seepage Problems in Underground Gas Storage Reservoirs</article-title>
            <source>Geoenergy Science and Engineering</source>
            <volume>253</volume>
            <fpage>213971</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.geoen.2025.213971</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B5">
        <label>5.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Govindarajan, S.K., Pavan, T.N.V., Devarapu, S.R. and Kumar, G. (2025) Critical Review on Challenges in the Application of Darcy’s Law for Multi-Phase Fluid Flow in Petroleum Reservoirs. <italic>Discover Applied Sciences</italic>, 7, Article No. 201. https://doi.org/10.1007/s42452-025-06632-y <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s42452-025-06632-y</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s42452-025-06632-y">https://doi.org/10.1007/s42452-025-06632-y</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Govindarajan, S.K.</string-name>
              <string-name>Pavan, T.N.V.</string-name>
              <string-name>Devarapu, S.R.</string-name>
              <string-name>Kumar, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>Critical Review on Challenges in the Application of Darcy’s Law for Multi-Phase Fluid Flow in Petroleum Reservoirs</article-title>
            <source>Discover Applied Sciences</source>
            <volume>7</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s42452-025-06632-y</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B6">
        <label>6.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="report">Bergamaschi, L., Mantica, S. and Saleri, F. (1994) Mixed Finite Element Approximation of Darcy’s Law in Porous Media. Report CRS4 AppMath-94-20, CRS4.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="report">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bergamaschi, L.</string-name>
              <string-name>Mantica, S.</string-name>
              <string-name>Saleri, F.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>Mixed Finite Element Approximation of Darcy’s Law in Porous Media</article-title>
            <source>Report CRS4 AppMath-94-20</source>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B7">
        <label>7.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Azaïez, M., Belgacem, F.B. and Bernardi, C. (2006) The Mortar Spectral Element Method in Domains of Operators. Part I: The Divergence Operator and Darcy’s Equations. <italic>IMA Journal of Numerical Analysis</italic>, 26, 131-154. https://doi.org/10.1093/imanum/dri028 <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/imanum/dri028</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1093/imanum/dri028">https://doi.org/10.1093/imanum/dri028</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Belgacem, F.B.</string-name>
              <string-name>Bernardi, C.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>The Mortar Spectral Element Method in Domains of Operators</article-title>
            <source>Part I: The Divergence Operator and Darcy’s Equations. IMA Journal of Numerical Analysis</source>
            <volume>26</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/imanum/dri028</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B8">
        <label>8.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Rui, H. and Pan, H. (2012) A Block-Centered Finite Difference Method for the Darcy-Forchheimer Model. <italic>SIAM Journal on Numerical Analysis</italic>, 50, 2612-2631. https://doi.org/10.1137/110858239 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/110858239</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/110858239">https://doi.org/10.1137/110858239</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Rui, H.</string-name>
              <string-name>Pan, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2012</year>
            <article-title>A Block-Centered Finite Difference Method for the Darcy-Forchheimer Model</article-title>
            <source>SIAM Journal on Numerical Analysis</source>
            <volume>50</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/110858239</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B9">
        <label>9.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Jain, V., Fisser, J., Palha, A. and Gerritsma, M. (2020) A Conservative Hybrid Method for Darcy Flow. In: Sherwin, S.J., Moxey, D., Peiró, J., Vincent, P.E. and Schwab, C., Eds., <italic>Spectral and High Order Methods for Partial Differential Equations ICOSAHOM</italic> 2018, Springer, 215-227. https://doi.org/10.1007/978-3-030-39647-3_16 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-030-39647-3_16</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-030-39647-3_16">https://doi.org/10.1007/978-3-030-39647-3_16</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Jain, V.</string-name>
              <string-name>Fisser, J.</string-name>
              <string-name>Palha, A.</string-name>
              <string-name>Gerritsma, M.</string-name>
              <string-name>Sherwin, S.J.</string-name>
              <string-name>Moxey, D.</string-name>
              <string-name>Vincent, P.E.</string-name>
              <string-name>Schwab, C.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>A Conservative Hybrid Method for Darcy Flow</article-title>
            <source>In: Sherwin</source>
            <volume>215</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-030-39647-3_16</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B10">
        <label>10.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Badia, S. and Codina, R. (2010) Stabilized Continuous and Discontinuous Galerkin Techniques for Darcy Flow. <italic>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</italic>, 199, 1654-1667. https://doi.org/10.1016/j.cma.2010.01.015 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2010.01.015</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cma.2010.01.015">https://doi.org/10.1016/j.cma.2010.01.015</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Badia, S.</string-name>
              <string-name>Codina, R.</string-name>
            </person-group>
            <year>2010</year>
            <article-title>Stabilized Continuous and Discontinuous Galerkin Techniques for Darcy Flow</article-title>
            <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source>
            <volume>199</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2010.01.015</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B11">
        <label>11.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Li, H., Ma, H. and Sun, W. (2013) Legendre Spectral Galerkin Method for Electromagnetic Scattering from Large Cavities. <italic>SIAM Journal on Numerical Analysis</italic>, 51, 353-376. https://doi.org/10.1137/110833853 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/110833853</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/110833853">https://doi.org/10.1137/110833853</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, H.</string-name>
              <string-name>Ma, H.</string-name>
              <string-name>Sun, W.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Legendre Spectral Galerkin Method for Electromagnetic Scattering from Large Cavities</article-title>
            <source>SIAM Journal on Numerical Analysis</source>
            <volume>51</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/110833853</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B12">
        <label>12.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Zeng, F., Ma, H. and Liang, D. (2014) Energy-Conserved Splitting Spectral Methods for Two Dimensional Maxwell’s Equations. <italic>Journal of Computational and Applied Mathematics</italic>, 265, 301-321. https://doi.org/10.1016/j.cam.2013.09.048 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2013.09.048</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.cam.2013.09.048">https://doi.org/10.1016/j.cam.2013.09.048</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zeng, F.</string-name>
              <string-name>Ma, H.</string-name>
              <string-name>Liang, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>Energy-Conserved Splitting Spectral Methods for Two Dimensional Maxwell’s Equations</article-title>
            <source>Journal of Computational and Applied Mathematics</source>
            <volume>265</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cam.2013.09.048</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B13">
        <label>13.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Niu, C., Ma, H. and Liang, D. (2022) Energy-Conserved Splitting Multidomain Legendre-Tau Spectral Method for Two Dimensional Maxwell’s Equations. <italic>Journal of Scientific Computing</italic>, 90, Article No. 77. https://doi.org/10.1007/s10915-021-01744-0 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-021-01744-0</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10915-021-01744-0">https://doi.org/10.1007/s10915-021-01744-0</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Niu, C.</string-name>
              <string-name>Ma, H.</string-name>
              <string-name>Liang, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Energy-Conserved Splitting Multidomain Legendre-Tau Spectral Method for Two Dimensional Maxwell’s Equations</article-title>
            <source>Journal of Scientific Computing</source>
            <volume>90</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-021-01744-0</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B14">
        <label>14.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Niu, C., Ma, H. and Liang, D. (2023) Legendre-Tau Chebyshev Collocation Spectral Element Method for Maxwell’s Equations with Material Interfaces of Two Dimensional Transverse Magnetic Mode. <italic>Computers &amp; Mathematics with Applications</italic>, 147, 222-238. https://doi.org/10.1016/j.camwa.2023.07.024 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2023.07.024</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.camwa.2023.07.024">https://doi.org/10.1016/j.camwa.2023.07.024</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Niu, C.</string-name>
              <string-name>Ma, H.</string-name>
              <string-name>Liang, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>Legendre-Tau Chebyshev Collocation Spectral Element Method for Maxwell’s Equations with Material Interfaces of Two Dimensional Transverse Magnetic Mode</article-title>
            <source>Computers &amp; Mathematics with Applications</source>
            <volume>147</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2023.07.024</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B15">
        <label>15.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Shan, W. and Li, H. (2017) The Triangular Spectral Element Method for Stokes Eigenvalues. <italic>Mathematics of Computation</italic>, 86, 2579-2611. https://doi.org/10.1090/mcom/3173 <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/mcom/3173</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1090/mcom/3173">https://doi.org/10.1090/mcom/3173</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Shan, W.</string-name>
              <string-name>Li, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2017</year>
            <article-title>The Triangular Spectral Element Method for Stokes Eigenvalues</article-title>
            <source>Mathematics of Computation</source>
            <volume>86</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/mcom/3173</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B16">
        <label>16.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Ma, S., Li, H. and Zhang, Z. (2018) Efficient Spectral Methods for Some Singular Eigenvalue Problems. <italic>Journal of Scientific Computing</italic>, 77, 657-688. https://doi.org/10.1007/s10915-018-0721-y <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-018-0721-y</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10915-018-0721-y">https://doi.org/10.1007/s10915-018-0721-y</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ma, S.</string-name>
              <string-name>Li, H.</string-name>
              <string-name>Zhang, Z.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Efficient Spectral Methods for Some Singular Eigenvalue Problems</article-title>
            <source>Journal of Scientific Computing</source>
            <volume>77</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-018-0721-y</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B17">
        <label>17.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">An, J., Li, H. and Zhang, Z. (2019) Spectral-Galerkin Approximation and Optimal Error Estimate for Biharmonic Eigenvalue Problems in Circular/Spherical/Elliptical Domains. <italic>Numerical Algorithms</italic>, 84, 427-455. https://doi.org/10.1007/s11075-019-00760-4 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11075-019-00760-4</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11075-019-00760-4">https://doi.org/10.1007/s11075-019-00760-4</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>An, J.</string-name>
              <string-name>Li, H.</string-name>
              <string-name>Zhang, Z.</string-name>
            </person-group>
            <year>2019</year>
            <article-title>Spectral-Galerkin Approximation and Optimal Error Estimate for Biharmonic Eigenvalue Problems in Circular/Spherical/Elliptical Domains</article-title>
            <source>Numerical Algorithms</source>
            <volume>84</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11075-019-00760-4</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B18">
        <label>18.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Jia, L., Li, H. and Zhang, Z. (2020) Numerical Analysis on the Mortar Spectral Element Methods for Schrödinger Eigenvalue Problem with an Inverse Square Potential. <italic>Applied Numerical Mathematics</italic>, 158, 54-84. https://doi.org/10.1016/j.apnum.2020.06.015 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apnum.2020.06.015</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.apnum.2020.06.015">https://doi.org/10.1016/j.apnum.2020.06.015</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Jia, L.</string-name>
              <string-name>Li, H.</string-name>
              <string-name>Zhang, Z.</string-name>
            </person-group>
            <year>2020</year>
            <article-title>Numerical Analysis on the Mortar Spectral Element Methods for Schrödinger Eigenvalue Problem with an Inverse Square Potential</article-title>
            <source>Applied Numerical Mathematics</source>
            <volume>158</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apnum.2020.06.015</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B19">
        <label>19.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Wang, Y., Hao, W. and Lin, G. (2018) Two-Level Spectral Methods for Nonlinear Elliptic Equations with Multiple Solutions. <italic>SIAM Journal on Scientific Computing</italic>, 40, B1180-B1205. https://doi.org/10.1137/17m113767x <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/17m113767x</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/17m113767x">https://doi.org/10.1137/17m113767x</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wang, Y.</string-name>
              <string-name>Hao, W.</string-name>
              <string-name>Lin, G.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>Two-Level Spectral Methods for Nonlinear Elliptic Equations with Multiple Solutions</article-title>
            <source>SIAM Journal on Scientific Computing</source>
            <volume>40</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/17m113767x</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B20">
        <label>20.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Li, L., Wang, L. and Li, H. (2023) An Efficient Spectral Trust-Region Deflation Method for Multiple Solutions. <italic>Journal of Scientific Computing</italic>, 95, Article No. 32. https://doi.org/10.1007/s10915-023-02154-0 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-023-02154-0</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10915-023-02154-0">https://doi.org/10.1007/s10915-023-02154-0</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, L.</string-name>
              <string-name>Wang, L.</string-name>
              <string-name>Li, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2023</year>
            <article-title>An Efficient Spectral Trust-Region Deflation Method for Multiple Solutions</article-title>
            <source>Journal of Scientific Computing</source>
            <volume>95</volume>
            <elocation-id>No</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-023-02154-0</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B21">
        <label>21.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Li, X., Tang, T. and Xu, C. (2013) Parallel in Time Algorithm with Spectral-Subdomain Enhancement for Volterra Integral Equations. <italic>SIAM Journal on Numerical Analysis</italic>, 51, 1735-1756. https://doi.org/10.1137/120876241 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/120876241</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/120876241">https://doi.org/10.1137/120876241</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Li, X.</string-name>
              <string-name>Tang, T.</string-name>
              <string-name>Xu, C.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Parallel in Time Algorithm with Spectral-Subdomain Enhancement for Volterra Integral Equations</article-title>
            <source>SIAM Journal on Numerical Analysis</source>
            <volume>51</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/120876241</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B22">
        <label>22.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Sheng, C., Wang, Z. and Guo, B. (2014) A Multistep Legendre-Gauss Spectral Collocation Method for Nonlinear Volterra Integral Equations. <italic>SIAM Journal on Numerical Analysis</italic>, 52, 1953-1980. https://doi.org/10.1137/130915200 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/130915200</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/130915200">https://doi.org/10.1137/130915200</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Sheng, C.</string-name>
              <string-name>Wang, Z.</string-name>
              <string-name>Guo, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>A Multistep Legendre-Gauss Spectral Collocation Method for Nonlinear Volterra Integral Equations</article-title>
            <source>SIAM Journal on Numerical Analysis</source>
            <volume>52</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/130915200</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B23">
        <label>23.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Mohammadi, K.M., Babaei, M., Hajimohammadi, Z. and Parand, K. (2025) A New Numerical Method for Solving Neuro-Cognitive Models via Chebyshev Deep Neural Network (CDNN). <italic>Applications of Mathematics</italic>, 70, 517-535. https://doi.org/10.21136/am.2025.0082-24 <pub-id pub-id-type="doi">10.21136/am.2025.0082-24</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.21136/am.2025.0082-24">https://doi.org/10.21136/am.2025.0082-24</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Mohammadi, K.M.</string-name>
              <string-name>Babaei, M.</string-name>
              <string-name>Hajimohammadi, Z.</string-name>
              <string-name>Parand, K.</string-name>
            </person-group>
            <year>2025</year>
            <article-title>A New Numerical Method for Solving Neuro-Cognitive Models via Chebyshev Deep Neural Network (CDNN)</article-title>
            <source>Applications of Mathematics</source>
            <volume>70</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.21136/am.2025.0082-24</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B24">
        <label>24.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Wang, Y.P., Akbarpoor Kiasary, S. and Yılmaz, E. (2024) Solving Inverse Nodal Problem with Frozen Argument by Using Second Chebyshev Wavelet Method. <italic>Applications of Mathematics</italic>, 69, 339-354. https://doi.org/10.21136/am.2024.0038-21 <pub-id pub-id-type="doi">10.21136/am.2024.0038-21</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.21136/am.2024.0038-21">https://doi.org/10.21136/am.2024.0038-21</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Wang, Y.P.</string-name>
              <string-name>Kiasary, S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2024</year>
            <article-title>Solving Inverse Nodal Problem with Frozen Argument by Using Second Chebyshev Wavelet Method</article-title>
            <source>Applications of Mathematics</source>
            <volume>69</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.21136/am.2024.0038-21</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B25">
        <label>25.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Elbarbary, E.M.E. (2007) Efficient Chebyshev-Petrov-Galerkin Method for Solving Second-Order Equations. <italic>Journal of Scientific Computing</italic>, 34, 113-126. https://doi.org/10.1007/s10915-007-9161-9 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-007-9161-9</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s10915-007-9161-9">https://doi.org/10.1007/s10915-007-9161-9</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Elbarbary, E.M.E.</string-name>
            </person-group>
            <year>2007</year>
            <article-title>Efficient Chebyshev-Petrov-Galerkin Method for Solving Second-Order Equations</article-title>
            <source>Journal of Scientific Computing</source>
            <volume>34</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10915-007-9161-9</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B26">
        <label>26.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Ismail, M.S. (2008) Numerical Solution of Complex Modified Korteweg-de Vries Equation by Petrov-Galerkin Method. <italic>Applied Mathematics and Computation</italic>, 202, 520-531. https://doi.org/10.1016/j.amc.2008.02.033 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2008.02.033</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.amc.2008.02.033">https://doi.org/10.1016/j.amc.2008.02.033</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ismail, M.S.</string-name>
            </person-group>
            <year>2008</year>
            <article-title>Numerical Solution of Complex Modified Korteweg-de Vries Equation by Petrov-Galerkin Method</article-title>
            <source>Applied Mathematics and Computation</source>
            <volume>202</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2008.02.033</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B27">
        <label>27.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Hu, J., Huang, X., Shen, J. and Yang, H. (2022) A Fast Petrov-Galerkin Spectral Method for the Multidimensional Boltzmann Equation Using Mapped Chebyshev Functions. <italic>SIAM Journal on Scientific Computing</italic>, 44, A1497-A1524. https://doi.org/10.1137/21m1420721 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/21m1420721</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/21m1420721">https://doi.org/10.1137/21m1420721</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hu, J.</string-name>
              <string-name>Huang, X.</string-name>
              <string-name>Shen, J.</string-name>
              <string-name>Yang, H.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>A Fast Petrov-Galerkin Spectral Method for the Multidimensional Boltzmann Equation Using Mapped Chebyshev Functions</article-title>
            <source>SIAM Journal on Scientific Computing</source>
            <volume>44</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/21m1420721</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B28">
        <label>28.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Leng, Y., Tian, X., Demkowicz, L., Gomez, H. and Foster, J.T. (2022) A Petrov-Galerkin Method for Nonlocal Convection-Dominated Diffusion Problems. <italic>Journal of Computational Physics</italic>, 452, Article ID: 110919. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2021.110919 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2021.110919</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jcp.2021.110919">https://doi.org/10.1016/j.jcp.2021.110919</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Leng, Y.</string-name>
              <string-name>Tian, X.</string-name>
              <string-name>Demkowicz, L.</string-name>
              <string-name>Gomez, H.</string-name>
              <string-name>Foster, J.T.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>A Petrov-Galerkin Method for Nonlocal Convection-Dominated Diffusion Problems</article-title>
            <source>Journal of Computational Physics</source>
            <volume>452</volume>
            <fpage>110919</fpage>
            <elocation-id>ID</elocation-id>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2021.110919</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B29">
        <label>29.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Vaziri Astaneh, A., Keith, B. and Demkowicz, L. (2018) On Perfectly Matched Layers for Discontinuous Petrov-Galerkin Methods. <italic>Computational Mechanics</italic>, 63, 1131-1145. https://doi.org/10.1007/s00466-018-1640-3 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00466-018-1640-3</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s00466-018-1640-3">https://doi.org/10.1007/s00466-018-1640-3</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Astaneh, A.</string-name>
              <string-name>Keith, B.</string-name>
              <string-name>Demkowicz, L.</string-name>
            </person-group>
            <year>2018</year>
            <article-title>On Perfectly Matched Layers for Discontinuous Petrov-Galerkin Methods</article-title>
            <source>Computational Mechanics</source>
            <volume>63</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00466-018-1640-3</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B30">
        <label>30.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Ma, H. and Sun, W. (2000) A Legendre-Petrov-Galerkin and Chebyshev Collocation Method for Third-Order Differential Equations. <italic>SIAM Journal on Numerical Analysis</italic>, 38, 1425-1438. https://doi.org/10.1137/s0036142999361505 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/s0036142999361505</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/s0036142999361505">https://doi.org/10.1137/s0036142999361505</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Ma, H.</string-name>
              <string-name>Sun, W.</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>A Legendre-Petrov-Galerkin and Chebyshev Collocation Method for Third-Order Differential Equations</article-title>
            <source>SIAM Journal on Numerical Analysis</source>
            <volume>38</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/s0036142999361505</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B31">
        <label>31.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Boffi, D., Brezzi, F. and Fortin, M. (2013) Mixed Finite Element Methods and Applications: Volume 44 of Springer Series in Computational Mathematics. Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Boffi, D.</string-name>
              <string-name>Brezzi, F.</string-name>
              <string-name>Fortin, M.</string-name>
            </person-group>
            <year>2013</year>
            <article-title>Mixed Finite Element Methods and Applications: Volume 44 of Springer Series in Computational Mathematics</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B32">
        <label>32.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Cockburn, B., Karniadakis, G.E. and Shu, C. (2000) The Development of Discontinuous Galerkin Methods. In: Cockburn, B., Karniadakis, G.E. and Shu, C.W., Eds., <italic>Discontinuous</italic><italic>Galerkin</italic><italic>Methods</italic>, Springer, 3-50. https://doi.org/10.1007/978-3-642-59721-3_1 <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-59721-3_1</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-642-59721-3_1">https://doi.org/10.1007/978-3-642-59721-3_1</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cockburn, B.</string-name>
              <string-name>Karniadakis, G.E.</string-name>
              <string-name>Shu, C.</string-name>
              <string-name>Cockburn, B.</string-name>
              <string-name>Karniadakis, G.E.</string-name>
              <string-name>Shu, C.W.</string-name>
              <string-name>Methods, S</string-name>
            </person-group>
            <year>2000</year>
            <article-title>The Development of Discontinuous Galerkin Methods</article-title>
            <source>In: Cockburn</source>
            <volume>3</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-59721-3_1</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B33">
        <label>33.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Cockburn, B. (2003) Discontinuous Galerkin Methods. <italic>ZAMM</italic>— <italic>Journal of Applied Mathematics and Mechanics</italic>/ <italic>Zeitschrift</italic><italic>für</italic><italic>Angewandte</italic><italic>Mathematik</italic><italic>und Mechanik</italic>, 83, 731-754. https://doi.org/10.1002/zamm.200310088 <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/zamm.200310088</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1002/zamm.200310088">https://doi.org/10.1002/zamm.200310088</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Cockburn, B.</string-name>
            </person-group>
            <year>2003</year>
            <article-title>Discontinuous Galerkin Methods</article-title>
            <source>ZAMM—Journal of Applied Mathematics and Mechanics/Zeitschrift für Angewandte Mathematik und Mechanik</source>
            <volume>83</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/zamm.200310088</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B34">
        <label>34.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhang, H., Wu, B. and Meng, X. (2022) Analysis of the Local Discontinuous Galerkin Method with Generalized Fluxes for One-Dimensional Nonlinear Convection-Diffusion Systems. <italic>Science China Mathematics</italic>, 66, 2641-2664. https://doi.org/10.1007/s11425-022-2035-y <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11425-022-2035-y</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1007/s11425-022-2035-y">https://doi.org/10.1007/s11425-022-2035-y</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhang, H.</string-name>
              <string-name>Wu, B.</string-name>
              <string-name>Meng, X.</string-name>
            </person-group>
            <year>2022</year>
            <article-title>Analysis of the Local Discontinuous Galerkin Method with Generalized Fluxes for One-Dimensional Nonlinear Convection-Diffusion Systems</article-title>
            <source>Science China Mathematics</source>
            <volume>66</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11425-022-2035-y</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B35">
        <label>35.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Dolejší, V. and Feistauer, M. (2015) Discontinuous Galerkin Method: Analysis and Applications to Compressible Flow, Volume 48 of Springer Series in Computational Mathematics. Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Feistauer, M.</string-name>
              <string-name>Flow, V</string-name>
            </person-group>
            <year>2015</year>
            <article-title>Discontinuous Galerkin Method: Analysis and Applications to Compressible Flow, Volume 48 of Springer Series in Computational Mathematics</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B36">
        <label>36.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Liang, D. and Du, C. (2014) The Efficient S-DDM Scheme and Its Analysis for Solving Parabolic Equations. <italic>Journal of Computational Physics</italic>, 272, 46-69. https://doi.org/10.1016/j.jcp.2014.04.015 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2014.04.015</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.jcp.2014.04.015">https://doi.org/10.1016/j.jcp.2014.04.015</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Liang, D.</string-name>
              <string-name>Du, C.</string-name>
            </person-group>
            <year>2014</year>
            <article-title>The Efficient S-DDM Scheme and Its Analysis for Solving Parabolic Equations</article-title>
            <source>Journal of Computational Physics</source>
            <volume>272</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2014.04.015</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B37">
        <label>37.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Zhou, Z. and Liang, D. (2016) The Mass-Preserving S-DDM Scheme for Two-Dimensional Parabolic Equations. <italic>Communications in Computational Physics</italic>, 19, 411-441. https://doi.org/10.4208/cicp.070814.190615a <pub-id pub-id-type="doi">10.4208/cicp.070814.190615a</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.4208/cicp.070814.190615a">https://doi.org/10.4208/cicp.070814.190615a</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Zhou, Z.</string-name>
              <string-name>Liang, D.</string-name>
            </person-group>
            <year>2016</year>
            <article-title>The Mass-Preserving S-DDM Scheme for Two-Dimensional Parabolic Equations</article-title>
            <source>Communications in Computational Physics</source>
            <volume>19</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.4208/cicp.070814.190615a</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B38">
        <label>38.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Canuto, C., Hussaini, M.Y., Quarteroni, A. and Zang, T.A. (2006) Spectral Methods: Fundamentals in Single Domains. Springer.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Canuto, C.</string-name>
              <string-name>Hussaini, M.Y.</string-name>
              <string-name>Quarteroni, A.</string-name>
              <string-name>Zang, T.A.</string-name>
            </person-group>
            <year>2006</year>
            <article-title>Spectral Methods: Fundamentals in Single Domains</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B39">
        <label>39.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Shen, J., Tang, T. and Wang, L.L. (2011) Spectral Methods: Algorithms, Analysis and Applications, Volume 41 of Springer Series in Computational Mathematics. Spring-er.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Shen, J.</string-name>
              <string-name>Tang, T.</string-name>
              <string-name>Wang, L.L.</string-name>
              <string-name>Algorithms, A</string-name>
              <string-name>Applications, V</string-name>
            </person-group>
            <year>2011</year>
            <article-title>Spectral Methods: Algorithms, Analysis and Applications, Volume 41 of Springer Series in Computational Mathematics</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B40">
        <label>40.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Shen, J. (1994) Efficient Spectral-Galerkin Method I. Direct Solvers of Second-and Fourth-Order Equations Using Legendre Polynomials. <italic>SIAM Journal on Scientific Computing</italic>, 15, 1489-1505. https://doi.org/10.1137/0915089 <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/0915089</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1137/0915089">https://doi.org/10.1137/0915089</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Shen, J.</string-name>
            </person-group>
            <year>1994</year>
            <article-title>Efficient Spectral-Galerkin Method I</article-title>
            <source>Direct Solvers of Second-and Fourth-Order Equations Using Legendre Polynomials. SIAM Journal on Scientific Computing</source>
            <volume>15</volume>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/0915089</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B41">
        <label>41.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Bernardi, C. and Maday, Y. (1997) Spectral Methods. In: Ciarlet, P.G. and Lions, J.L., Eds., <italic>Handbook of Numerical Analysis</italic>, Elsevier, 209-485. https://doi.org/10.1016/s1570-8659(97)80003-8 <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s1570-8659(97)80003-8</pub-id><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.1016/s1570-8659(97)80003-8">https://doi.org/10.1016/s1570-8659(97)80003-8</ext-link></mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Bernardi, C.</string-name>
              <string-name>Maday, Y.</string-name>
              <string-name>Ciarlet, P.G.</string-name>
              <string-name>Lions, J.L.</string-name>
              <string-name>Analysis, E</string-name>
            </person-group>
            <year>1997</year>
            <article-title>Spectral Methods</article-title>
            <source>In: Ciarlet</source>
            <volume>8659</volume>
            <issue>97</issue>
            <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s1570-8659(97)80003-8</pub-id>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B42">
        <label>42.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="other">Guo, B.Y. (1998) Spectral Methods and Their Applications. World Scientific.</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="other">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Guo, B.Y.</string-name>
            </person-group>
            <year>1998</year>
            <article-title>Spectral Methods and Their Applications</article-title>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
      <ref id="B43">
        <label>43.</label>
        <citation-alternatives>
          <mixed-citation publication-type="journal">Hu, Y.Q., Qin, Y.H. and Fan, Y.K. (2021) Legendre Spectral Collocation Least Squares Method for the Parabolic Problem. <italic>Journal of Guilin University of Electronic Technology</italic>, 41, 55-60. (In Chinese)</mixed-citation>
          <element-citation publication-type="journal">
            <person-group person-group-type="author">
              <string-name>Hu, Y.Q.</string-name>
              <string-name>Qin, Y.H.</string-name>
              <string-name>Fan, Y.K.</string-name>
            </person-group>
            <year>2021</year>
            <article-title>Legendre Spectral Collocation Least Squares Method for the Parabolic Problem</article-title>
            <source>Journal of Guilin University of Electronic Technology</source>
            <volume>41</volume>
          </element-citation>
        </citation-alternatives>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>