<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMC</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMC</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computers, Materials &#x0026; Continua</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1546-2226</issn>
<issn pub-type="ppub">1546-2218</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">12666</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2021.012666</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Numerical Study of Computer Virus Reaction Diffusion Epidemic Model</article-title><alt-title alt-title-type="left-running-head">Numerical Study of Computer Virus Reaction Diffusion Epidemic Model</alt-title><alt-title alt-title-type="right-running-head">Numerical Study of Computer Virus Reaction Diffusion Epidemic Model</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Fatima</surname>
<given-names>Umbreen</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref>
</contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Baleanu</surname>
<given-names>Dumitru</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff-4">4</xref>
</contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Ahmed</surname>
<given-names>Nauman</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-5">5</xref>
<xref ref-type="aff" rid="aff-8">8</xref>
</contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Azam</surname>
<given-names>Shumaila</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-5">5</xref>
</contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western">
<surname>Raza</surname>
<given-names>Ali</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-6">6</xref>
<email>Alimustasamcheema@gmail.com</email>
</contrib>
<contrib id="author-6" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Rafiq</surname>
<given-names>Muhammad</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-7">7</xref>
</contrib>
<contrib id="author-7" contrib-type="author">
<name name-style="western">
<surname>Rehman</surname>
<given-names>Muhammad Aziz-ur</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff-8">8</xref>
</contrib>
<aff id="aff-1">
<label>1</label><institution>Department of Computer Science, The University of Lahore</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-2">
<label>2</label><institution>Department of Mathematics, Cankaya University</institution>, <addr-line>Ankara</addr-line>, <country>Turkey</country></aff>
<aff id="aff-3">
<label>3</label><institution>Institute of Space Sciences</institution>, <addr-line>Magurele-Bucharest</addr-line>, <country>Romania</country></aff>
<aff id="aff-4">
<label>4</label><institution>Department of Medical Research, China Medical University Hospital, China Medical University</institution>, <addr-line>Taichung</addr-line>, <country>Taiwan</country></aff>
<aff id="aff-5">
<label>5</label><institution>Department of Mathematics and Statistics, The University of Lahore</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-6">
<label>6</label><institution>Department of Mathematics, National College of Business Administration and Economics Lahore</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-7">
<label>7</label><institution>Faculty of Engineering, University of Central Punjab</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-8">
<label>8</label><institution>Department of Mathematics, University of Management and Technology</institution>, <addr-line>Lahore</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
</contrib-group><author-notes><corresp id="cor1">&#x002A;Corresponding Author: Ali Raza. Email: <email>Alimustasamcheema@gmail.com</email></corresp></author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2020-12-24">
<day>24</day>
<month>12</month>
<year>2020</year>
</pub-date>
<volume>66</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>3183</fpage>
<lpage>3195</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>14</day>
<month>7</month>
<year>2020</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>16</day>
<month>7</month>
<year>2020</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2020 Fatima et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2020</copyright-year>
<copyright-holder>Fatima et al.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMC_12666.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>Reaction&#x2013;diffusion systems are mathematical models which link to several physical phenomena. The most common is the change in space and time of the meditation of one or more materials. Reaction&#x2013;diffusion modeling is a substantial role in the modeling of computer propagation like infectious diseases. We investigated the transmission dynamics of the computer virus in which connected to each other through network globally. The current study devoted to the structure<italic>-</italic>preserving analysis of the computer propagation model. This manuscript is devoted to finding the numerical investigation of the reaction&#x2013;diffusion computer virus epidemic model with the help of a reliable technique. The designed technique is finite difference scheme which sustains the important physical behavior of continuous model like the positivity of the dependent variables, the stability of the equilibria. The theoretical analysis of the proposed method like the positivity of the approximation, stability, and consistency is discussed in detail. A numerical example of simulations yields the authentication of the theoretical results of the designed technique.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Computer virus dynamics</kwd>
<kwd>reaction&#x2013;diffusion system</kwd>
<kwd>positive solution</kwd>
<kwd>simulations</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Computer viruses are automated programs that, against the users&#x2019; wish, make copies of themselves to spread to new targets and as a result infect the computers [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. With the accelerated advancement of modern technologies, the internet has assimilated into each part of our life, which is a great help for us, as well as it also poses a serious problem to individual and corporate computer systems through cyber-attacks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. A lot of effort has been dedicated to studying how to avoid harmful actions. To control effectively the diffusion of computer viruses, it is very crucial to figure out the ways that nasty codes propagate over the Internet. In order to minimize the threat of virus spread, various strategies can be proposed by using epidemic models. In 2018, Ali et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>] studied the Pad&#x00E9; approximation method to describe the propagation of a computer virus via the SEIR model. Due to the compelling analogy between a computer virus and a biological virus, some classic computer virus epidemic models, such as SIRS, SIS, SIR, SLB, SEIR, delayed, and stochastic models were proposed and studied. In epidemics, the most common fatal infectious diseases are measles, malaria, HIV/AIDS, tuberculosis, influenza, etc., determine the individual mechanisms and environmental conditions that have contributed to their spread. Epidemic modeling helps to identify the specific areas of virus spread and also predict effective preventives and creative measures to control it [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>]. Mishra et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>] presented various mathematical models on computer viruses. In 2017, Kumar [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>] developed a SIRA dynamical model of the computer virus. In 2008, Doud et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>] proposed computer virus plans and discovery methods by using different delays. In 2015, Ebenezer et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>] presented the SIER mathematical model by the use of local and global sense dynamics of computer bugs productivity. In 2019, Ozdemir et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>] proposed the SEIR-KS model of fractional order model for computer virus transmission. In 2015, Ozt&#x00FC;rk et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>] presented the mathematical modeling of an improved version of the SIR model. Rey [<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>] investigated the dynamics of computer virus spread in the system of networks. In 2019, Lanz et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>] proposed the SEI<sub>1</sub>I<sub>2</sub>QR model in which they examine types of malware acquired based on infection symptoms treatment. In 2016, Xu et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>] presented the SEIR model to discuss the spread of malware in the presence of anti-virus capacity. In 2016, Liu et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>] represented the SIQR model by utilizing two delays strategy. In 2008, Yuan et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>] described the SEIR model by use of three crucial networking environmental factors. In 2012, Yang et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>] suggested the SLBS model in which explains the prohibition of malware on the internet. In 2020, Dubey et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>] studied the analytically schemes for malware spread through the network and proposed the CVP model. In 2020, Arif et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>] investigated the stochastic dynamics of the computer propagation model by using the different numerical techniques in which focus on the structure-preserving method. In our opinion, the epidemic models for computer viruses can help to better understanding how the viruses diffuse on networks. In this study, we extend a computer virus epidemic model by placing a diffusion term. We determine the conditions under which epidemics are likely to occur. The computer virus has a latent period, during which individuals are exposed to a computer virus but are not yet infectious. An infected computer which is in latency, will not infect other computers immediately; however, it still can be infected [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>]. In this study, the following reaction&#x2013;diffusion computer virus epidemic model is proposed for numerical analysis which is an extended form of the model given by Persaei et al. [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>].</p>
<p><disp-formula id="eqn-23">
<label>(1)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-23.png"/><tex-math id="tex-eqn-23"><![CDATA[$$\displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} = {d_1}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {x^2}}} + \delta - \beta S\left( {L + B} \right) + {\gamma _1}L + {\gamma _2}B - \delta S,$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-24">
<label>(2)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-24.png"/><tex-math id="tex-eqn-24"><![CDATA[$$\displaystyle{{\partial L} \over {\partial t}} = {d_2}\displaystyle{{{\partial ^2}L} \over {\partial {x^2}}} + \beta S\left( {L + B} \right) - {\gamma _1}L - \acute{\alpha} L - \delta L,$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-1">
<label>(3)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-1.png"/><tex-math id="tex-eqn-1"><![CDATA[$$\displaystyle{{\partial B} \over {\partial t}} = {d_3}\displaystyle{{{\partial ^2}B} \over {\partial {x^2}}} + \acute{\alpha} L - {\gamma _2}B - \delta B.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>with initial conditions</p>
<p><inline-formula id="ieqn-1">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-1.png"/><tex-math id="tex-ieqn-1"><![CDATA[$S\left( {x,0} \right) = {{\rm {\cal F}}_1}\left( x \right) \ge 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mi>S</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>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-2">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-2.png"/><tex-math id="tex-ieqn-2"><![CDATA[$L\left( {x,0} \right) = {{\rm {\cal F}}_2}\left( x \right) \ge 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mi>L</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>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-3">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-3.png"/><tex-math id="tex-ieqn-3"><![CDATA[$B\left( {x,0} \right) = {{\rm {\cal F}}_3}\left( x \right) \ge 0$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>B</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>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">F</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>,</p>
<p>and homogenous Neumann boundary conditions. Where <inline-formula id="ieqn-4">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-4.png"/><tex-math id="tex-ieqn-4"><![CDATA[$S\left( {x,t} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mi>S</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:math>
</alternatives></inline-formula> represents the class of uninfected computers, <inline-formula id="ieqn-5">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-5.png"/><tex-math id="tex-ieqn-5"><![CDATA[$L\left( {x,t} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mi>L</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:math>
</alternatives></inline-formula> represents latent computers and <inline-formula id="ieqn-6">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-6.png"/><tex-math id="tex-ieqn-6"><![CDATA[$B\left( {x,t} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mi>B</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:math>
</alternatives></inline-formula> represents the seizing computers at time<inline-formula id="ieqn-7">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-7.png"/><tex-math id="tex-ieqn-7"><![CDATA[$\; t$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>t</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula>. The constant rate of connecting external computers with internet and disconnecting internal computers from internet is denoted by <inline-formula id="ieqn-8">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-8.png"/><tex-math id="tex-ieqn-8"><![CDATA[$\delta .\; \beta$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> is the constant rate of infection and the term <inline-formula id="ieqn-9">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-9.png"/><tex-math id="tex-ieqn-9"><![CDATA[$\beta S\left( {L + B} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> is the percentage of internal computers infected at time t. <inline-formula id="ieqn-10">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-10.png"/><tex-math id="tex-ieqn-10"><![CDATA[$\acute{\alpha} \;$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace></mml:math>
</alternatives></inline-formula>is the constant rate of latent computer breakout. Latent computers are cured at the constant rate of <inline-formula id="ieqn-11">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-11.png"/><tex-math id="tex-ieqn-11"><![CDATA[${\gamma _1}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, while breaking out computers are cured at the constant rate of <inline-formula id="ieqn-12">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-12.png"/><tex-math id="tex-ieqn-12"><![CDATA[${\gamma _2}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>. <inline-formula id="ieqn-13">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-13.png"/><tex-math id="tex-ieqn-13"><![CDATA[${d_1},\; {d_2},\; {d_3}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are constant rate of diffusion. All these parameters used in this model are positive. It is observed that the variables of interest of the proposed computer virus model are the computer populations. Now it is the basic need for the solution of system (<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eqs. (1)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref>) to be positive as values of unknown variables involved are taken as absolute [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>]. In the present era, several positivity persevering numerical techniques are proposed by various authors because many dynamical continuous systems require the positive solution [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>]. The current work is dedicated to designing and analyzing a finite difference algorithm which retains the positive solution of the state variables of the continuous system for the solution of computer virus epidemic model (<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eqs. (1)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref>). This manuscript is sectioned as follows. The reproductive number and equilibrium points of the system under study is explained in Section 2. In Section 3, a numerical algorithm is designed to solve the computer virus epidemic system. In the same section, the theoretical analysis of the proposed technique is performed. It is shown that the designed numerical technique is capable of retaining the positivity of the solution. The stability and consistency of the proposed algorithm are also authenticated in this section. Section 4 is devoted to the computation results. The simulations are justified the theoretical results of the designed method.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Equilibria of the Model</title>
<p>The model <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eqs. (1)&#x2013;</xref><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> admits two equilibrium points, VFE (virus free equilibrium) <inline-formula id="ieqn-14">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-14.png"/><tex-math id="tex-ieqn-14"><![CDATA[$= {E_0} = \left( {1,\; 0,\; 0} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, and the CVE (computer virus endemic equilibrium point) <inline-formula id="ieqn-15">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-15.png"/><tex-math id="tex-ieqn-15"><![CDATA[$= {E_1} = \left( {{S_1},\; {L_1},\; {B_1}} \right).$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>where, <inline-formula id="ieqn-16">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-16.png"/><tex-math id="tex-ieqn-16"><![CDATA[${S_1} = \displaystyle{1 \over {{{\rm \Re }_0}}} = \displaystyle{{\left( {{\gamma _2} + \delta } \right)\left( {\acute{\alpha} + {\gamma _1} + \delta } \right)} \over {\beta \left( {\acute{\alpha} + {\gamma _2} + \delta } \right)}},$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula> <inline-formula id="ieqn-17">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-17.png"/><tex-math id="tex-ieqn-17"><![CDATA[${L_1} = \displaystyle{{\left( {{{\rm \Re }_0} - 1} \right)\left( {{\gamma _2} + \delta } \right)} \over {{{\rm \Re }_0}\left( {\acute{\alpha} + {\gamma _2} + \delta } \right)}},$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula> <inline-formula id="ieqn-18">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-18.png"/><tex-math id="tex-ieqn-18"><![CDATA[${B_1} = \displaystyle{{\acute{\alpha} \left( {{{\rm \Re }_0} - 1} \right)} \over {{{\rm \Re }_0}\left( {\acute{\alpha} + {\gamma _2} + \delta } \right)}},$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and reproductive number of the model is <inline-formula id="ieqn-19">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-19.png"/><tex-math id="tex-ieqn-19"><![CDATA[${{\rm \Re }_0} = \displaystyle{{\beta \left( {\acute{\alpha} + {\gamma _2} + \delta } \right)} \over {\left( {{\gamma _2} + \delta } \right)\left( {\acute{\alpha} + {\gamma _1} + \delta } \right)}}.$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Numerical Modeling</title>
<p>Divide <inline-formula id="ieqn-20">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-20.png"/><tex-math id="tex-ieqn-20"><![CDATA[$\left[ {0,L} \right] \times \left[ {0,T} \right]$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</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:math>
</alternatives></inline-formula> into <inline-formula id="ieqn-21">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-21.png"/><tex-math id="tex-ieqn-21"><![CDATA[${M^2} \times N$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> with step sizes <inline-formula id="ieqn-22">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-22.png"/><tex-math id="tex-ieqn-22"><![CDATA[$h = \displaystyle{L \over M}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and<inline-formula id="ieqn-23">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-23.png"/><tex-math id="tex-ieqn-23"><![CDATA[$\; k = \displaystyle{T \over N}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>T</mml:mi><mml:mi>N</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula>. Grid points are</p>
<p><disp-formula id="eqn-2">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-2.png"/><tex-math id="tex-eqn-2"><![CDATA[$${x_j} = jh,\; \; \; \; \; \; \; j = 0,1,2, \ldots ,M,$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-3">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-3.png"/><tex-math id="tex-eqn-3"><![CDATA[$${t_n} = nk,\; \; \; \; \; \; n = 0,1,2, \ldots ,N,$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-24">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-24.png"/><tex-math id="tex-ieqn-24"><![CDATA[$S_j^n$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-25">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-25.png"/><tex-math id="tex-ieqn-25"><![CDATA[$L_j^n$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-26">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-26.png"/><tex-math id="tex-ieqn-26"><![CDATA[$B_j^n$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are denoted as finite difference approximations of <inline-formula id="ieqn-27">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-27.png"/><tex-math id="tex-ieqn-27"><![CDATA[$S\left( {jh,nk} \right),\; L\left( {jh,nk} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-28">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-28.png"/><tex-math id="tex-ieqn-28"><![CDATA[$B\left( {jh,nk} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> respectively.</p>
<p>Take <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref></p>
<p><disp-formula id="eqn-4">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-4.png"/><tex-math id="tex-eqn-4"><![CDATA[$$\displaystyle{{S_j^{n + 1} - S_j^n} \over k} = {d_1}\displaystyle{{S_{j - 1}^{n + 1} - 2S_j^{n + 1} + S_{j + 1}^{n + 1}} \over {{h^2}}} + \delta - \beta S_j^{n + 1}\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + {\gamma _1}L_j^n + {\gamma _2}B_j^n - \delta S_j^{n + 1},$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-5">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-5.png"/><tex-math id="tex-eqn-5"><![CDATA[$$S_j^{n + 1} - S_j^n = {d_1}k\displaystyle{{S_{j - 1}^{n + 1} - 2S_j^{n + 1} + S_{j + 1}^{n + 1}} \over {{h^2}}} + \delta k - \beta kS_j^{n + 1}\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + {\gamma _1}kL_j^n + {\gamma _2}kB_j^n - \delta kS_j^{n + 1}$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-6">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-6.png"/><tex-math id="tex-eqn-6"><![CDATA[$$S_j^{n + 1} - S_j^n = {\lambda _1}\left( {S_{j - 1}^{n + 1} - 2S_j^{n + 1} + S_{j + 1}^{n + 1}} \right) + \delta k - \beta kS_j^{n + 1}\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + {\gamma _1}kL_j^n + {\gamma _2}kB_j^n - \delta kS_j^{n + 1},$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-7">
<label>(4)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-7.png"/><tex-math id="tex-eqn-7"><![CDATA[$$- {\lambda _1}\left( {S_{j - 1}^{n + 1} + S_{j + 1}^{n + 1}} \right) + S_j^{n + 1}\left( {1 + 2{\lambda _1} + \beta k\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + \delta k} \right) = S_j^n + \delta k + {\gamma _1}kL_j^n + {\gamma _2}kB_j^n,$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>Similarly we have from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-2">Eq. (2)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eq. (3)</xref> simultaneously.</p>
<p><disp-formula id="eqn-8">
<label>(5)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-8.png"/><tex-math id="tex-eqn-8"><![CDATA[$$- {\lambda _2}\left( {L_{j - 1}^{n + 1} + L_{j + 1}^{n + 1}} \right) + L_j^{n + 1}\left( {1 + 2{\lambda _2} + \left( {\acute{\alpha} + {\gamma _1} + \delta } \right)k} \right) = L_j^n + \beta kS_j^n\left( {L_j^n + B_j^n} \right),$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-9">
<label>(6)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-9.png"/><tex-math id="tex-eqn-9"><![CDATA[$$- {\lambda _3}\left( {B_{j - 1}^{n + 1} + B_{j + 1}^{n + 1}} \right) + B_j^{n + 1}\left( {1 + 2{\lambda _3} + \left( {{\gamma _2} + \delta } \right)k} \right) = B_j^n + \acute{\alpha} L_j^n.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-29">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-29.png"/><tex-math id="tex-ieqn-29"><![CDATA[${\lambda _1} = \displaystyle{{{d_1}k} \over {{h^2}}},\; \; {\lambda _2} = \displaystyle{{{d_2}k} \over {{h^2}}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and<inline-formula id="ieqn-30">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-30.png"/><tex-math id="tex-ieqn-30"><![CDATA[$\; {\lambda _3} = \displaystyle{{{d_3}k} \over {{h^2}}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula>.</p>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>Consistency of the Proposed Scheme</title>
<p>This section is concerned about the verification of the proposed scheme to be consistent. For this,</p>
<p><disp-formula id="eqn-25">
<label>(7)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-25.png"/><tex-math id="tex-eqn-25"><![CDATA[$${{\rm{L}}_S} = {{S_j^{n + 1} - S_j^n} \over k}-{d_1}{{S_{j - 1}^{n + 1} - 2S_j^{n + 1} + S_{j + 1}^{n + 1}} \over {{h^2}}} - \delta  + \beta S_j^{n + 1}\left( {L_j^n + B_j^n} \right) - {\gamma _1}L_j^n - {\gamma _2}B_j^n + \delta S_j^{n + 1}$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>&#x2013;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-10">
<label>(8)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-10.png"/><tex-math id="tex-eqn-10"><![CDATA[$$S_j^{n + 1} = S_j^n + k\displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{k^3}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} + \ldots$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-11">
<label>(9)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-11.png"/><tex-math id="tex-eqn-11"><![CDATA[$$\eqalign{S_{j + 1}^{n + 1} = \;S_j^n + k\displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} + h\displaystyle{{\partial S} \over {\partial x}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{h^2}} \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {x^2}}} + 2hk\; \displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}}\displaystyle{{\partial S} \over {\partial x}} + \displaystyle{{{k^3}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} + \displaystyle{{{h^3}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^3}}} \cr+ 3\displaystyle{{{h^2}k} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^2}\partial t}} + 3\displaystyle{{h{k^2}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial x\partial {t^2}}}.}$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-12">
<label>(10)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-12.png"/><tex-math id="tex-eqn-12"><![CDATA[$$\eqalign{S_{j - 1}^{n + 1} = \;S_j^n + k\displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} - h\displaystyle{{\partial S} \over {\partial x}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{h^2}} \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {x^2}}} - 2hk\; \displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}}\displaystyle{{\partial S} \over {\partial x}} + \displaystyle{{{k^3}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} - \displaystyle{{{h^3}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^3}}} \cr+ 3\displaystyle{{{h^2}k} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^2}\partial t}} - 3\displaystyle{{h{k^2}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial x\partial {t^2}}}.}$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>h</mml:mi><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="0" displaystyle="true"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>By putting all these definitions&#x2019; in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eq. (7)</xref>, we have</p>
<p><disp-formula id="eqn-26">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-26.png"/><tex-math id="tex-eqn-26"><![CDATA[$$ = \;{k \over k}\left( {{{\partial S} \over {\partial t}} + {k \over {2!}}{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + {{{k^2}} \over {3!}}{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} +  \ldots } \right) - {{{d_1}{h^2}} \over {{h^2}}}\left( {{{{\partial ^2}S} \over {\partial {x^2}}} + k{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^2}\partial t}} +  \ldots } \right) - \delta  + \beta \left( {L_j^n + B_j^n} \right)\left( {S_j^n + k{{\partial S} \over {\partial t}} + {{{k^2}} \over {2!}}{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + {{{k^3}} \over {3!}}{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} +  \ldots } \right) - {\gamma _1}L_j^n - {\gamma _2}B_j^n + \delta \left( {S_j^n + k{{\partial S} \over {\partial t}} + {{{k^2}} \over {2!}}{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + {{{k^3}} \over {3!}}{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} +  \ldots } \right)$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:mtable columnalign="right left" rowspacing=".5em" columnspacing="thickmathspace" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x013B;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-27">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-27.png"/><tex-math id="tex-eqn-27"><![CDATA[$$\eqalign{=\; \displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} - {d_1}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {x^2}}} - \delta + \beta S_j^n\left( {L_j^n + B_j^n} \right) - {\gamma _1}L_j^n - {\gamma _2}B_j^n + \delta S_j^n - \displaystyle{{{d_1}{h^2}} \over {12}}\displaystyle{{{\partial ^4}S} \over {\partial {x^4}}} \cr+ k\left( {\beta \left( {\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + \delta } \right)\displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} - {d_1}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^2}\partial t}} + \displaystyle{1 \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} + \ldots } \right),}$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-27"><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-28">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-28.png"/><tex-math id="tex-eqn-28"><![CDATA[$$= - \displaystyle{{{d_1}{h^2}} \over {12}}\displaystyle{{{\partial ^4}S} \over {\partial {x^4}}} + k\left( {\; \beta \left( {\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + \delta } \right)\displaystyle{{\partial S} \over {\partial t}} - {d_1}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {x^2}\partial t}} + \displaystyle{1 \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}S} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}S} \over {\partial {t^3}}} + \ldots } \right) \to 0\; as\; {h^2} \to 0,\; k \to 0.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-28"><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>Similarly we can check for <inline-formula id="ieqn-31">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-31.png"/><tex-math id="tex-ieqn-31"><![CDATA[${_L}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x013B;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-32">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-32.png"/><tex-math id="tex-ieqn-32"><![CDATA[${}_{B}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo></mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math>
</alternatives></inline-formula> i.e.,</p>
<p><disp-formula id="eqn-29">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-29.png"/><tex-math id="tex-eqn-29"><![CDATA[$${}_L= - \displaystyle{{{d_2}{h^2}} \over {12}}\displaystyle{{{\partial ^4}L} \over {\partial {x^4}}} + k\left( ({\acute{\alpha}} + \gamma _1+ \delta )\displaystyle{{\partial L} \over {\partial t}} - {d_2}\displaystyle{{{\partial ^3}L} \over {\partial {x^2}\partial t}} + \displaystyle{1 \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}L} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}L} \over {\partial {t^3}}} + \cdots \right) \to 0\; as\; {h^2} \to 0,\; k \to 0.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x013B;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-30">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-30.png"/><tex-math id="tex-eqn-30"><![CDATA[$${}_B = - \displaystyle{{{d_3}{h^2}} \over {12}}\displaystyle{{{\partial ^4}B} \over {\partial {x^4}}} + k\left( (\gamma _2+ \delta )\displaystyle{{\partial B} \over {\partial t}} - {d_2}\displaystyle{{{\partial ^3}B} \over {\partial {x^2}\partial t}} + \displaystyle{1 \over {2!}}\displaystyle{{{\partial ^2}B} \over {\partial {t^2}}} + \displaystyle{{{k^2}} \over {3!}}\displaystyle{{{\partial ^3}B} \over {\partial {t^3}}} + \cdots \right) \to 0\; as\; {h^2} \to 0,\; k \to 0.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x013B;</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>k</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>!</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>Hence our proposed scheme is consistent and first order accurate in time and second order accurate in space.</p>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2</label>
<title>Stability of Proposed Scheme</title>
<p>In this section, we will use von Neumann stability criteria to show our proposed implicit scheme from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eqs. (4)&#x2013;</xref><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">(6)</xref> is unconditionally stable. For this purpose, we will introduce the following terms,</p>
<p><inline-formula id="ieqn-33">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-33.png"/><tex-math id="tex-ieqn-33"><![CDATA[$S_j^n = \psi \left( t \right){e^{ijh}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-34">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-34.png"/><tex-math id="tex-ieqn-34"><![CDATA[$S_j^{n + 1} = \psi \left( {t + \Delta t} \right){e^{ijh}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-35">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-35.png"/><tex-math id="tex-ieqn-35"><![CDATA[$S_{j + 1}^{n + 1} = \psi \left( {t + \Delta t} \right){e^{i\left( {j + \Delta j} \right)h}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>And <inline-formula id="ieqn-36">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-36.png"/><tex-math id="tex-ieqn-36"><![CDATA[$S_{j - 1}^{n + 1} = \psi \left( {t + \Delta t} \right){e^{i\left( {j - \Delta j} \right)h}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>Put all these terms in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref>, we have</p>
<p><inline-formula id="ieqn-37">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-37.png"/><tex-math id="tex-ieqn-37"><![CDATA[$- {\lambda _1}\left( {\psi \left( {t + \Delta t} \right){e^{i\left( {j + \Delta j} \right)h}} + \psi \left( {t + \Delta t} \right){e^{i\left( {j - \Delta j} \right)h}}} \right) + \psi \left( {t + \Delta t} \right){e^{ijh}}\left( {1 + 2{\lambda _1} + \beta k\; c_j^n + \delta k} \right) = \psi \left( t \right){e^{ijh}},$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>where <inline-formula id="ieqn-38">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-38.png"/><tex-math id="tex-ieqn-38"><![CDATA[$c_j^n = \left( {L_j^n + B_j^n} \right).$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-39">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-39.png"/><tex-math id="tex-ieqn-39"><![CDATA[$\psi \left( {t + \Delta t} \right)\left( { - {\lambda _1}\left( {{e^{i\left( {j + \Delta j} \right)h}} + {e^{i\left( {j - \Delta j} \right)h}}} \right) + {e^{ijh}}\left( {1 + 2{\lambda _1} + \beta k\; c_j^n + \delta k} \right)} \right) = \psi \left( t \right){e^{ijh}},$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>After proper calculation and rearranging terms, we have</p>
<p><inline-formula id="ieqn-40">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-40.png"/><tex-math id="tex-ieqn-40"><![CDATA[$\displaystyle{{\psi \left( {t + \Delta t} \right)} \over {\psi \left( {\Delta t} \right)}} = \displaystyle{1 \over {\left( {1 + 4{\lambda _1}{{\sin }^2}\displaystyle{{\Delta jh} \over 2} + \beta k\; c_j^n + \delta k} \right)}},$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>Take absolute value on both sides, we have the following inequality,</p>
<p><disp-formula id="eqn-13">
<label>(11)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-13.png"/><tex-math id="tex-eqn-13"><![CDATA[$$\left| {\displaystyle{{\psi \left( {t + \Delta t} \right)} \over {\psi \left( {\Delta t} \right)}}} \right| = \left| {\displaystyle{1 \over {\left( {1 + 4{\lambda _1}{{\sin }^2}\displaystyle{{\Delta jh} \over 2} + \beta k\; c_j^n + \delta k} \right)}}} \right| < 1.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1.</mml:mn></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>By using similar process for <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref>, and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">Eq. (6)</xref> simultaneously we have, we have</p>
<p><disp-formula id="eqn-14">
<label>(12)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-14.png"/><tex-math id="tex-eqn-14"><![CDATA[$$\left| {\displaystyle{{\psi \left( {t + \Delta t} \right)} \over {\psi \left( {\Delta t} \right)}}} \right| = \left| {\displaystyle{1 \over {\left( {1 + 4{\lambda _2}{{\sin }^2}\displaystyle{{\Delta jh} \over 2} + \left( {\acute{\alpha} + {\gamma _1} + \delta } \right)k} \right)}}} \right| < 1,$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>and</p>
<p><disp-formula id="eqn-15">
<label>(13)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-15.png"/><tex-math id="tex-eqn-15"><![CDATA[$$\left| {\displaystyle{{\psi \left( {t + \Delta t} \right)} \over {\psi \left( {\Delta t} \right)}}} \right| = \left| {\displaystyle{1 \over {\left( {1 + 4{\lambda _3}{{\sin }^2}\displaystyle{{\Delta jh} \over 2} + \left( {{\gamma _2} + \delta } \right)k} \right)}}} \right| < 1.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>sin</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1.</mml:mn></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>Inequalities from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">Eqs. (11)&#x2013;</xref><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">(13)</xref> are showing that our proposed implicit scheme is unconditionally stable by using von Neumann stability analysis.</p>
</sec>
<sec id="s3_3">
<label>3.3</label>
<title>Positivity</title>
<p><italic>Theorem 1:</italic> For any positive <inline-formula id="ieqn-41">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-41.png"/><tex-math id="tex-ieqn-41"><![CDATA[${\rm k}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">k</mml:mi></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-42">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-42.png"/><tex-math id="tex-ieqn-42"><![CDATA[${\rm h}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">h</mml:mi></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-43">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-43.png"/><tex-math id="tex-ieqn-43"><![CDATA[${{\rm S}^{\rm n}},{\rm \; }{{\rm L}^{\rm n}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-44">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-44.png"/><tex-math id="tex-ieqn-44"><![CDATA[${{\rm B}^{\rm n}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> appertaining the to the <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eqs. (4)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">(6)</xref> are positive for all <inline-formula id="ieqn-45">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-45.png"/><tex-math id="tex-ieqn-45"><![CDATA[${\rm n} = 0,1,{\rm \; } \ldots$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace></mml:mrow><mml:mo>&#x2026;</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p><italic>Proof:</italic> We will use m-matrix theory and mathematical induction to show our scheme preserve positivity. For this purpose rewrite <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eqs. (4)&#x2013;</xref><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">(6)</xref> in vector form, as</p>
<p><disp-formula id="eqn-16">
<label>(14)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-16.png"/><tex-math id="tex-eqn-16"><![CDATA[$$G{S^{n + 1}} = {S^n} + + \delta k + {\gamma _1}k{L^n} + {\gamma _2}k{B^n},$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-17">
<label>(15)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-17.png"/><tex-math id="tex-eqn-17"><![CDATA[$$H{L^{n + 1}} = {L^n} + \beta kS_j^n\left( {L_j^n + B_j^n} \right),$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-18">
<label>(16)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-18.png"/><tex-math id="tex-eqn-18"><![CDATA[$$I{B^{n + 1}} = {B^n} + \acute{\alpha} {L^n}.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>If <inline-formula id="ieqn-46">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-46.png"/><tex-math id="tex-ieqn-46"><![CDATA[$\bar{\rm{Q}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> represents any of <inline-formula id="ieqn-47">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-47.png"/><tex-math id="tex-ieqn-47"><![CDATA[$G,\; H$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>H</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> or <inline-formula id="ieqn-48">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-48.png"/><tex-math id="tex-ieqn-48"><![CDATA[$I,$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula> where these are all real square matrices, then <inline-formula id="ieqn-49">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-49.png"/><tex-math id="tex-ieqn-49"><![CDATA[$\bar{\rm{Q}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> can be written in general form as</p>
<p><inline-formula id="ieqn-50">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-50.png"/><tex-math id="tex-ieqn-50"><![CDATA[${\rm{\bar Q}} = \left( {\matrix{
   {\matrix{
   {{q_3}} & {{q_1}} & 0  \cr 
   {{q_2}} & {{q_3}} & {{q_2}}  \cr 
   0 & {{q_2}} & {{q_3}}  \cr 

 } } &  \cdots  & {\matrix{
   0 & 0 & 0  \cr 
   0 & 0 & 0  \cr 
   0 & 0 & 0  \cr 

 } }  \cr 
    \vdots  &  \ddots  &  \vdots   \cr 
   {\matrix{
   0 & 0 & 0  \cr 
   0 & 0 & 0  \cr 
   0 & 0 & 0  \cr 

 } } &  \cdots  & {\matrix{
   {{q_3}} & {{q_1}} & 0  \cr 
   {{q_2}} & {{q_3}} & {{q_2}}  \cr 
   0 & {{q_2}} & {{q_3}}  \cr 

 } }  \cr 

 } } \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>The off-diagonal and diagonal entries of <inline-formula id="ieqn-51">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-51.png"/><tex-math id="tex-ieqn-51"><![CDATA[$G$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi>G</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are <inline-formula id="ieqn-52">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-52.png"/><tex-math id="tex-ieqn-52"><![CDATA[${g_1} = - 2{\lambda _1}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-53">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-53.png"/><tex-math id="tex-ieqn-53"><![CDATA[${g_2} = - {\lambda _1}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-54">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-54.png"/><tex-math id="tex-ieqn-54"><![CDATA[${g_3} = 1 + 2{\lambda _1} + \beta k\left( {L_j^n + B_j^n} \right) + \delta k)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula>. The off-diagonal and diagonal entries of <inline-formula id="ieqn-55">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-55.png"/><tex-math id="tex-ieqn-55"><![CDATA[$H$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:mi>H</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are <inline-formula id="ieqn-56">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-56.png"/><tex-math id="tex-ieqn-56"><![CDATA[${h_1} = - 2{\lambda _2}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-57">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-57.png"/><tex-math id="tex-ieqn-57"><![CDATA[${h_2} = - {\lambda _2}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-58">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-58.png"/><tex-math id="tex-ieqn-58"><![CDATA[${h_3} = 1 + 2{\lambda _2} + \left( {\acute{\alpha} + {\gamma _1} + \delta } \right)k$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula>. The off-diagonal and diagonal entries of <inline-formula id="ieqn-59">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-59.png"/><tex-math id="tex-ieqn-59"><![CDATA[$I$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mi>I</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are <inline-formula id="ieqn-60">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-60.png"/><tex-math id="tex-ieqn-60"><![CDATA[${i_1} = - 2{\lambda _3}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-61">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-61.png"/><tex-math id="tex-ieqn-61"><![CDATA[${i_2} = - {\lambda _2}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-62">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-62.png"/><tex-math id="tex-ieqn-62"><![CDATA[${i_3} = 1 + 2{\lambda _3} + \left( {{\gamma _2} + \delta } \right)k$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula>.</p>
<p>Thus <inline-formula id="ieqn-63">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-63.png"/><tex-math id="tex-ieqn-63"><![CDATA[$G,\; H\!,\;I$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are m-matrices.</p>
<p>This implies <inline-formula id="ieqn-64">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-64.png"/><tex-math id="tex-ieqn-64"><![CDATA[$G,\; H\!,\;I$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are non-singular matrices. So <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">Eqs. (14)&#x2013;</xref><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(16)</xref> can be written as</p>
<p><disp-formula id="eqn-19">
<label>(17)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-19.png"/><tex-math id="tex-eqn-19"><![CDATA[$${S^{n + 1}} = {G^{ - 1}}({S^n} + \delta k + {\gamma _1}k{L^n} + {\gamma _2}k{B^n}),$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-20">
<label>(18)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-20.png"/><tex-math id="tex-eqn-20"><![CDATA[$${L^{n + 1}} = {H^{ - 1}}({L^n} + \beta kS_j^n\left( {L_j^n + B_j^n} \right)),$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><disp-formula id="eqn-21">
<label>(19)</label>
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-21.png"/><tex-math id="tex-eqn-21"><![CDATA[$${B^{n + 1}} = {I^{ - 1}}({B^n} + \acute{\alpha} {L^n}).$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p>Suppose that <inline-formula id="ieqn-65">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-65.png"/><tex-math id="tex-ieqn-65"><![CDATA[${S^n},\; {L^n},\; {B^n} > 0,\;$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace></mml:math>
</alternatives></inline-formula> &#x21D2; <inline-formula id="ieqn-66">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-66.png"/><tex-math id="tex-ieqn-66"><![CDATA[${S^n} + \delta k + {\gamma _1}k{L^n} + {\gamma _2}k{B^n} > 0,{L^n} + \beta kS_j^n\left( {L_j^n + B_j^n} \right) > 0,$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-67">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-67.png"/><tex-math id="tex-ieqn-67"><![CDATA[${B^n} + \acute{\alpha} {L^n} > 0.$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x00B4;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>Also <inline-formula id="ieqn-68">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-68.png"/><tex-math id="tex-ieqn-68"><![CDATA[$G,\; H,\;I$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are m-matrices. This guarantees that all the entries of <inline-formula id="ieqn-69">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-69.png"/><tex-math id="tex-ieqn-69"><![CDATA[${G^{ - 1}},\; {H^{ - 1}},\;{I^{ - 1}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are positive. The product of two positive matrices is also positive.</p>
<p>&#x21D2; R.H.S of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-19">Eqs. (17)&#x2013;</xref><xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-21">(19)</xref> are <inline-formula id="ieqn-70">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-70.png"/><tex-math id="tex-ieqn-70"><![CDATA[$> 0.$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p>So <inline-formula id="ieqn-71">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-71.png"/><tex-math id="tex-ieqn-71"><![CDATA[${S^{n + 1}},\; {L^{n + 1}},\; {B^{n + 1}}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> are also positive.</p>
<p>Hence our proposed implicit scheme preserve positivity.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Numerical Example and Simulations</title>
<p>In this section, we demonstrate a numerical example and simulations for the application of proposed structure preserving technique. For this we consider the following initial conditions,</p>
<p><disp-formula id="eqn-22">
<alternatives>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="eqn-22.png"/><tex-math id="tex-eqn-22"><![CDATA[$$S\left( {x,0} \right) = \left\{ {\matrix{ {0.5x,\; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; 0 \le x \lt 0.5} \cr {0.5\left( {1 - x} \right),\; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; 0.5 \le x \le 1} \cr } } \right.,\quad L\left( {x,0} \right) = \left\{ {\matrix{ {0.2x,\; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; 0 \le x \lt 0.5} \cr {0.2\left( {1 - x} \right),\; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; 0.5 \le x \le 1} \cr } } \right.$$]]></tex-math><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:mi>S</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>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="1em" rowspacing="4pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true" symmetric="true" fence="true"></mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</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>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="1em" rowspacing="4pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow><mml:mo stretchy="true" symmetric="true" fence="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-72">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-72.png"/><tex-math id="tex-ieqn-72"><![CDATA[$B\left( {x,0} \right) = \left\{ {\matrix{ {0.2x,\; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; \; 0 \le x \lt 0.5} \cr {0.2\left( {1 - x} \right),\; \; \; \; \; \; \; \; \; \;  0.5 \le x \le 1} \cr } ,} \right.$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:mi>B</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>&#x003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable columnspacing="1em" rowspacing="4pt"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn>0.2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mspace width="thickmathspace"></mml:mspace><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="true" symmetric="true" fence="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<sec id="s4_1">
<label>4.1</label>
<title>CVF Point</title>
<p>First we discuss the simulations of proposed structure preserving method at CVF point. For the CVF point we take the following values of parameters involved in the model so that the value of <inline-formula id="ieqn-73">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-73.png"/><tex-math id="tex-ieqn-73"><![CDATA[${{\rm \Re }_0}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> is less than one.</p>
<p><inline-formula id="ieqn-74">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-74.png"/><tex-math id="tex-ieqn-74"><![CDATA[${d_1} = 0.01$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-75">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-75.png"/><tex-math id="tex-ieqn-75"><![CDATA[${d_2} = 0.01$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-76">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-76.png"/><tex-math id="tex-ieqn-76"><![CDATA[${d_3} = 0.01$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-77">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-77.png"/><tex-math id="tex-ieqn-77"><![CDATA[$\alpha = 0.6$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.6</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-78">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-78.png"/><tex-math id="tex-ieqn-78"><![CDATA[$\delta = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-79">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-79.png"/><tex-math id="tex-ieqn-79"><![CDATA[$\beta = 0.3$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-80">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-80.png"/><tex-math id="tex-ieqn-80"><![CDATA[${\gamma _1} = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-81">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-81.png"/><tex-math id="tex-ieqn-81"><![CDATA[${\gamma _2} = 0.3$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-1">Figs. 1</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-3">3</xref> demonstrate the numerical solution of model by implementing the proposed technique at the VFE point. It is given that the VFE point of the computer virus model is <inline-formula id="ieqn-82">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-82.png"/><tex-math id="tex-ieqn-82"><![CDATA[$\left( {1,0,0} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>. This point is stable when the reproductive number values are less than one. So it is concluded that the computer virus epidemic model under study possesses two main properties, positive solution, and stability of both equilibria. It is evident from <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Figs. 1</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-3">3</xref> that the simulation results are with the good agreement of theorem 1. The proposed structure-preserving technique retains positive solutions and stability of the CVF point. The graphs of susceptible, latent, and breaking out computers shows the convergence towards VFE point <inline-formula id="ieqn-83">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-83.png"/><tex-math id="tex-ieqn-83"><![CDATA[$\left( {1,0,0} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>.</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>The solution graphs of susceptible computers representing the behavior of proposed structure preserving technique with values of step sizes <inline-formula id="ieqn-84">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-84.png"/><tex-math id="tex-ieqn-84"><![CDATA[$h = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-85">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-85.png"/><tex-math id="tex-ieqn-85"><![CDATA[$k = 0.8$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-1.png"/>
</fig>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>The solution graphs of latent computers representing the behavior of proposed structure preserving technique with values of step sizes <inline-formula id="ieqn-86">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-86.png"/><tex-math id="tex-ieqn-86"><![CDATA[$h = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-87">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-87.png"/><tex-math id="tex-ieqn-87"><![CDATA[$k = 0.8$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-2.png"/>
</fig>
<fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>The solution graphs of breaking out computers representing the behavior of proposed structure preserving technique with values of step sizes <inline-formula id="ieqn-88">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-88.png"/><tex-math id="tex-ieqn-88"><![CDATA[$h = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-89">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-89.png"/><tex-math id="tex-ieqn-89"><![CDATA[$k = 0.8$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-3.png"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4_2">
<label>4.2</label>
<title>CVE Point</title>
<p>Now we present the simulations of proposed structure preserving method at CVE point. For the CVE point we use the following values of parameters involved in the model so that the value of <inline-formula id="ieqn-90">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-90.png"/><tex-math id="tex-ieqn-90"><![CDATA[${{\rm \Re }_0}$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x211C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula> is greater than one. <inline-formula id="ieqn-91">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-91.png"/><tex-math id="tex-ieqn-91"><![CDATA[${d_1} = 0.01$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-92">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-92.png"/><tex-math id="tex-ieqn-92"><![CDATA[${d_2} = 0.01$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-93">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-93.png"/><tex-math id="tex-ieqn-93"><![CDATA[${d_3} = 0.01$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.01</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-94">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-94.png"/><tex-math id="tex-ieqn-94"><![CDATA[$\alpha = 0.3$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-95">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-95.png"/><tex-math id="tex-ieqn-95"><![CDATA[$\delta = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mi>&#x03B4;</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-96">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-96.png"/><tex-math id="tex-ieqn-96"><![CDATA[$\beta = 0.4$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.4</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-97">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-97.png"/><tex-math id="tex-ieqn-97"><![CDATA[${\gamma _1} = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-98">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-98.png"/><tex-math id="tex-ieqn-98"><![CDATA[${\gamma _2} = 0.3.$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></p>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-6">6</xref> describe the graphical solution of the system by using the proposed technique at CVE point. The CVE point is stable when the reproductive number values are greater than one. It is clearly shown from the <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref>&#x2013;<xref ref-type="fig" rid="fig-6">6</xref> that the proposed structure-preserving numerical technique sustains the positive behavior of the solution of continuous system. Also, this method preserves the stability of the CVF point. It is validated from the solution graphs of susceptible, latent and breaking out computers in above figures as the sketches in these figures show the convergence towards CVE point <inline-formula id="ieqn-99">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-99.png"/><tex-math id="tex-ieqn-99"><![CDATA[$\left( {{S_*},{L_*},{B_*}} \right)$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math>
</alternatives></inline-formula>.</p>
<fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>The solution graphs of susceptible computers representing the behavior of proposed structure preserving technique with values of step sizes <inline-formula id="ieqn-100">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-100.png"/><tex-math id="tex-ieqn-100"><![CDATA[$h = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-101">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-101.png"/><tex-math id="tex-ieqn-101"><![CDATA[$k = 0.8$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-4.png"/>
</fig>
<fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>The solution graphs of latent computers representing the behavior of proposed structure preserving technique with values of step sizes <inline-formula id="ieqn-102">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-102.png"/><tex-math id="tex-ieqn-102"><![CDATA[$h = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-103">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-103.png"/><tex-math id="tex-ieqn-103"><![CDATA[$k = 0.8$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-5.png"/>
</fig>
<fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>The solution graphs of breaking out computers representing the behavior of proposed structure preserving technique with values of step sizes <inline-formula id="ieqn-104">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-104.png"/><tex-math id="tex-ieqn-104"><![CDATA[$h = 0.1$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-105">
<alternatives><inline-graphic xlink:href="ieqn-105.png"/><tex-math id="tex-ieqn-105"><![CDATA[$k = 0.8$]]></tex-math><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003D;</mml:mo><mml:mn>0.8</mml:mn></mml:math>
</alternatives></inline-formula></title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="fig-6.png"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Conclusion</title>
<p>In this paper, we propose an extended reaction&#x2013;diffusion epidemic model of computer virus dynamics for the numerical investigation. An efficient and reliable numerical technique is designed which preserves the stability of equilibria and positivity of the approximation. The stability, consistency, and positivity of the proposed algorithm are shown mathematically and are validated graphically with the help of a numerical example. The proposed algorithm can be used for the solution of reaction&#x2013;diffusion models like predator-prey models, chemical reaction models and infectious disease models. In future work, we shall extend the modeling of a computer virus in the computer population in the well-known notations like fractional and stochastic fractional-order derivatives [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>].</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>The authors are grateful to anonymous referees. Also, thankful to the Vice-Chancellor of University of the Lahore, National College of Business Administration and Economics Lahore and University of Central Punjab Lahore, for providing an excellent research environment and facilities.</p>
</ack><fn-group>
<fn fn-type="conflict">
<p><bold>Funding Statement:</bold> The authors declare that they have no funding for the present study.</p>
</fn>
</fn-group><fn-group>
<fn fn-type="conflict">
<p><bold>Conflicts of Interest:</bold> The authors declare that they have no conflicts of interest to report regarding the present study.</p>
</fn>
</fn-group>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1">
<label>1</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Raza</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M. S.</given-names> 
<surname>Arif</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Rafiq</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Bibi</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Naveed</surname></string-name> <etal>et al.</etal>
</person-group><italic>,</italic> &#x201C;
<article-title>Numerical treatment for stochastic computer virus model</article-title>,&#x201D; 
<source>Computer Modeling in Engineering and Sciences</source>, vol. 
<volume>120</volume>, no. 
<issue>2</issue>, pp. 
<fpage>445</fpage>&#x2013;
<lpage>465</lpage>, 
<year>2019</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-2">
<label>2</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>L.</given-names> 
<surname>Yang</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>X.</given-names> 
<surname>Yang</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>A new epidemic model of computer viruses</article-title>,&#x201D; 
<source>Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation</source>, vol. 
<volume>19</volume>, no. 
<issue>6</issue>, pp. 
<fpage>1935</fpage>&#x2013;
<lpage>1944</lpage>, 
<year>2014</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-3">
<label>3</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<surname>J.</surname> 
<given-names>Ali</given-names></string-name>, <string-name>
<surname>M.</surname> 
<given-names>Saeed</given-names></string-name>, <string-name>
<surname>M.</surname> 
<given-names>Rafiq</given-names></string-name> and <string-name>
<surname>S.</surname> 
<given-names>Iqbal</given-names></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Iqbal Numerical treatment of nonlinear model of virus propagation in computer networks: An innovative evolutionary pad&#x00E9; approximation scheme</article-title>,&#x201D; 
<source>Advances in Difference Equations</source>, vol. 
<volume>18</volume>, no. 
<issue>01</issue>, pp. 
<fpage>214</fpage>&#x2013;
<lpage>228</lpage>, 
<year>2018</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-4">
<label>4</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>J.</given-names> 
<surname>Li</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>P.</given-names> 
<surname>Knickerbocker</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Functional similarities between computer worms and biological pathogens</article-title>,&#x201D; 
<source>Computers and Security</source>, vol. 
<volume>26</volume>, no. 
<issue>4</issue>, pp. 
<fpage>338</fpage>&#x2013;
<lpage>347</lpage>, 
<year>2007</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-5">
<label>5</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>B. K.</given-names> 
<surname>Mishra</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>D.</given-names> 
<surname>Saini</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Mathematical models on computer viruses</article-title>,&#x201D; 
<source>Applied Mathematics and Computation</source>, vol. 
<volume>187</volume>, no. 
<issue>2</issue>, pp. 
<fpage>929</fpage>&#x2013;
<lpage>936</lpage>, 
<year>2007</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-6">
<label>6</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>U.</given-names> 
<surname>Kumar</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>A dynamic model on computer virus</article-title>,&#x201D; 
<source>Recent Advances in Mathematics Statistics and Computer Science</source>, vol. 
<volume>2</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>504</fpage>&#x2013;
<lpage>510</lpage>, 
<year>2016</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-7">
<label>7</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>E. A.</given-names> 
<surname>Doud</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>I. H.</given-names> 
<surname>Jebril</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>B.</given-names> 
<surname>Zaqaibeh</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Computer virus strategies and detection method</article-title>,&#x201D; 
<source>International Journal of Open Problems in Computer Science and Mathematics</source>, vol. 
<volume>1</volume>, no. 
<issue>2</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>18</lpage>, 
<year>2008</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-8">
<label>8</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>B.</given-names> 
<surname>Ebenezer</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>N.</given-names> 
<surname>Farai</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>A. S.</given-names> 
<surname>Kwesi</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Fractional dynamics of computer virus propagation</article-title>,&#x201D; 
<source>Science Journal of Aplied Mathematics and Statistics</source>, vol. 
<volume>3</volume>, no. 
<issue>3</issue>, pp. 
<fpage>63</fpage>&#x2013;
<lpage>69</lpage>, 
<year>2015</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-9">
<label>9</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>N.</given-names> 
<surname>Ozdemir</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>S.</given-names> 
<surname>U&#x00E7;ar</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>B. B. I.</given-names> 
<surname>Eroglu</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Dynamical analysis of fractional order model for computer virus propagation with kill signals</article-title>,&#x201D; 
<source>International Journal of Nonlinear Sciences and Numerical Simulation</source>, vol. 
<volume>21</volume>, no. 
<issue>3</issue>, pp. 
<fpage>239</fpage>&#x2013;
<lpage>247</lpage>, 
<year>2019</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-10">
<label>10</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>Y.</given-names> 
<surname>Ozt&#x00FC;rk</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Gulsu</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Numerical solution of a modified epidemiological model for computer viruses</article-title>,&#x201D; 
<source>Applied Mathematical Modelling</source>, vol. 
<volume>39</volume>, no. 
<issue>24</issue>, pp. 
<fpage>7600</fpage>&#x2013;
<lpage>7610</lpage>, 
<year>2015</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-11">
<label>11</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>A. M. D.</given-names> 
<surname>Rey</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Mathematical modeling of the propagation of malware: A review</article-title>,&#x201D; 
<source>Security and Communication Networks</source>, vol. 
<volume>8</volume>, no. 
<issue>15</issue>, pp. 
<fpage>2561</fpage>&#x2013;
<lpage>2579</lpage>, 
<year>2015</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-12">
<label>12</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Lanz</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>D.</given-names> 
<surname>Rogers</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>T. L.</given-names> 
<surname>Alford</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>An epidemic model of malware virus with quarantine</article-title>,&#x201D; 
<source>Journal of Advances in Mathematics and Computer Science</source>, vol. 
<volume>33</volume>, no. 
<issue>4</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>10</lpage>, 
<year>2019</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-13">
<label>13</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>Y. H.</given-names> 
<surname>Xu</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>J. G.</given-names> 
<surname>Ren</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>G. Q.</given-names> 
<surname>Sun</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Propagation effect of a virus outbreak on a network with limited anti-virus ability</article-title>,&#x201D; 
<source>PLoS One</source>, vol. 
<volume>11</volume>, no. 
<issue>10</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>18</lpage>, 
<year>2016</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-14">
<label>14</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>J.</given-names> 
<surname>Liu</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>C.</given-names> 
<surname>Bianca</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>L.</given-names> 
<surname>Guerrini</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Dynamical analysis of a computer virus model with delays</article-title>,&#x201D; 
<source>Discrete Dynamics in Nature and Society</source>, vol. 
<volume>16</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>19</lpage>, 
<year>2016</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-15">
<label>15</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>H.</given-names> 
<surname>Yuan</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>G.</given-names> 
<surname>Chen</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Network virus-epidemic model with the point-to-group information propagation</article-title>,&#x201D; 
<source>Applied Mathematics and Computation</source>, vol. 
<volume>206</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>357</fpage>&#x2013;
<lpage>367</lpage>, 
<year>2008</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-16">
<label>16</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>X.</given-names> 
<surname>Yang</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>L.</given-names> 
<surname>Yang</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Towards the epidemiological modeling of computer viruses</article-title>,&#x201D; 
<source>Discrete Dynamics in Nature and Society</source>, vol. 
<volume>12</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>20</lpage>, 
<year>2012</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-17">
<label>17</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>V. P.</given-names> 
<surname>Dubey</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>R.</given-names> 
<surname>Kumar</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>D.</given-names> 
<surname>Kumar</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>A hybrid analytical scheme for the numerical computation of time fractional computer virus propagation model and its stability analysis</article-title>,&#x201D; 
<source>Chaos Solutions &#x0026; Fractals</source>, vol. 
<volume>133</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>109</fpage>&#x2013;
<lpage>118</lpage>, 
<year>2020</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-18">
<label>18</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Shoaib Arif</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Raza</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Rafiq</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Bibi</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>J.</given-names> 
<surname>Nawaz Abbasi</surname></string-name> <etal>et al.</etal>
</person-group><italic>,</italic> &#x201C;
<article-title>Numerical simulations for stochastic computer virus propagation model</article-title>,&#x201D; 
<source>Computers Materials and Continua</source>, vol. 
<volume>62</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>61</fpage>&#x2013;
<lpage>77</lpage>, 
<year>2020</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-19">
<label>19</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>L.</given-names> 
<surname>Yang</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>X.</given-names> 
<surname>Yang</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>Q.</given-names> 
<surname>Zhu</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>L.</given-names> 
<surname>Wen</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>A computer virus model with graded cure rates</article-title>,&#x201D; 
<source>Nonlinear Analysis: Real World Applications</source>, vol. 
<volume>14</volume>, no. 
<issue>1</issue>, pp. 
<fpage>414</fpage>&#x2013;
<lpage>422</lpage>, 
<year>2013</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-20">
<label>20</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>M. R.</given-names> 
<surname>Parsaei</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>R.</given-names> 
<surname>Javidan</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>N. S.</given-names> 
<surname>Kargar</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>H. S.</given-names> 
<surname>Nik</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>On the global stability of an epidemic model of computer viruses</article-title>,&#x201D; 
<source>Theory in Biosciences</source>, vol. 
<volume>136</volume>, no. 
<issue>3&#x2013;4</issue>, pp. 
<fpage>169</fpage>&#x2013;
<lpage>178</lpage>, 
<year>2017</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-21">
<label>21</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>B. M. C.</given-names> 
<surname>Charpentier</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>H. V.</given-names> 
<surname>Kojouharov</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>An unconditionally positivity preserving scheme for advection diffusion reaction equations</article-title>,&#x201D; 
<source>Mathematical and Computer Modelling</source>, vol. 
<volume>57</volume>, no. 
<issue>9&#x2013;10</issue>, pp. 
<fpage>2177</fpage>&#x2013;
<lpage>2185</lpage>, 
<year>2013</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-22">
<label>22</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>N.</given-names> 
<surname>Ahmed</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M. J.</given-names> 
<surname>Jawaz</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M. A.</given-names> 
<surname>Rehman</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Rafiq</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Numerical treatment of an epidemic model with spatial diffusion</article-title>,&#x201D; 
<source>Journal of Applied Environmental and Biological Sciences</source>, vol. 
<volume>8</volume>, no. 
<issue>6</issue>, pp. 
<fpage>17</fpage>&#x2013;
<lpage>29</lpage>, 
<year>2018</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-23">
<label>23</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>M. S.</given-names> 
<surname>Arif</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Raza</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>W.</given-names> 
<surname>Shatanawi</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Rafiq</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>M.</given-names> 
<surname>Bibi</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>A stochastic numerical analysis for computer virus model with vertical transmission over the Internet</article-title>,&#x201D; 
<source>Computers Materials and Continua</source>, vol. 
<volume>61</volume>, no. 
<issue>3</issue>, pp. 
<fpage>1025</fpage>&#x2013;
<lpage>1043</lpage>, 
<year>2019</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-24">
<label>24</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>E. K.</given-names> 
<surname>Akgul</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Solutions of the linear and nonlinear differential equations within the generalized fractional derivatives</article-title>,&#x201D; 
<source>Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science</source>, vol. 
<volume>29</volume>, no. 
<issue>2</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>19</lpage>, 
<year>2019</year>. </mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-25">
<label>25</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>D.</given-names> 
<surname>Baleanu</surname></string-name>, <string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Fernandez</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Akgul</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>On a fractional operator combining proportional and classical differintegrals</article-title>,&#x201D; 
<source>Mathematics</source>, vol. 
<volume>8</volume>, no. 
<issue>3</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>13</lpage>, 
<year>2020</year>.</mixed-citation>
</ref>
<ref id="ref-26">
<label>26</label><mixed-citation publication-type="journal">
<person-group person-group-type="author"><string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Atangana</surname></string-name> and <string-name>
<given-names>A.</given-names> 
<surname>Akgul</surname></string-name>
</person-group>, &#x201C;
<article-title>Can transfer function and bode diagram be obtained from Sumudu transform</article-title>,&#x201D; 
<source>Alexinderia Engineering Journal</source>, vol. 
<volume>1</volume>, no. 
<issue>2</issue>, pp. 
<fpage>1</fpage>&#x2013;
<lpage>14</lpage>, 
<year>2019</year>.</mixed-citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>