Comparative analysis of the numerical performance of Laplace transform inversion techniques approximated by Fourier series

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X66984

Keywords:

Laplace transform, Fourier Series, Numerical inversion

Abstract

In this work, a comparative study between three numerical methods for Laplace transform inversion based on Fourier seriesexpansion is presented. In the process, the performance of the methods proposed by Dubner e Abate (1968), Durbin (1973) andSimon et al.(1972) was analyzed. These three methods weretested on a set of distinct elementary functions, and their performancein terms of precision and computational effort was checked. In a preliminary study, based on the results achieved, it can beconcluded that the three methods are capable to invert numerically the Laplace transform for these classes of selected functions.

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Author Biographies

Juciara Alves Ferreira, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

É graduada em Matemática Aplicada (2017), possui mestrado em Modelagem Computacional (2021) e atualmente é aluna do curso de Matemática Licenciatura pela Universidade Federal do Rio do Grande - FURG.

 

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Bárbara Denicol do Amaral Rodriguez, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Possui Bacharelado em Matemática Aplicada e Computacional (2000), Mestrado em Matemática Aplicada e Computacional (2003) e Doutorado em Engenharia Mecânica (2007), todos pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. Atualmente é professora Associada II – DE e docente permanente do Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional e do Mestrado Profissional em Matemática em Rede Nacional na Universidade Federal do Rio Grande – FURG. Atua nas áreas de Matemática Aplicada, Engenharia e Ensino de Matemática: no desenvolvimento de métodos analíticos para resolução de problemas de transporte de partículas, técnicas e resolução de problemas a partir da transformada de Laplace e no estudo de metodologias alternativas de ensino e aprendizagem no Ensino Superior.

João Francisco Prolo Filho, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, RS

Possui graduação em Matemática Aplicada e Computacional pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS (2004), mestrado (2007) e doutorado (2012) em Matemática Aplicada pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS. Atualmente é Professor Associado 1 – DE na Universidade Federal do Rio Grande e é professor colaborador no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Oceânica. Atua nas áreas de Matemática Aplicada e Engenharia: no desenvolvimento de métodos analíticos para resolução de problemas de transporte de nêutrons, transferência radiativa e dinâmica de gases rarefeitos; desenvolvimento de técnicas e resolução de problemas a partir da transformada de Laplace.

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Published

2021-11-08 — Updated on 2022-07-14

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How to Cite

Ferreira, J. A., Rodriguez, B. D. do A., & Prolo Filho, J. F. (2022). Comparative analysis of the numerical performance of Laplace transform inversion techniques approximated by Fourier series. Ciência E Natura, 43, e8. https://doi.org/10.5902/2179460X66984 (Original work published November 8, 2021)

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