<?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">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</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">24884</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2023.024884</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>A Novel Localized Meshless Method for Solving Transient Heat Conduction Problems in Complicated Domains</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">A Novel Localized Meshless Method for Solving Transient Heat Conduction Problems in Complicated Domains</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">A Novel Localized Meshless Method for Solving Transient Heat Conduction Problems in Complicated Domains</alt-title>
</title-group>
<contrib-group content-type="authors">
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Zhang</surname><given-names>Chengxin</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>Wang</surname><given-names>Chao</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Chen</surname><given-names>Shouhai</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref><email>chenshouhai@hisense.com</email></contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Wang</surname><given-names>Fajie</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref><email>wfj88@qdu.edu.cn</email></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>College of Mechanical and Electrical Engineering, National Engineering Research Center for Intelligent Electrical Vehicle Power System, Qingdao University</institution>, <addr-line>Qingdao, 266071</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Hisense (Shandong) Air Conditioner Co., Ltd.</institution>, <addr-line>Qingdao, 266100</addr-line>, <country>China</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Authors: Shouhai Chen. Email: <email>chenshouhai@hisense.com</email>; Fajie Wang. Email: <email>wfj88@qdu.edu.cn</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub" date-type="pub" iso-8601-date="2022-11-22"><day>22</day>
<month>11</month>
<year>2022</year></pub-date>
<volume>135</volume>
<issue>3</issue>
<fpage>2407</fpage>
<lpage>2424</lpage>
<history>
<date date-type="received"><day>11</day><month>6</month><year>2022</year></date>
<date date-type="accepted"><day>09</day><month>8</month><year>2022</year></date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2023 Zhang et al.</copyright-statement>
<copyright-year>2023</copyright-year>
<copyright-holder>Zhang 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_CMES_24884.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>This paper first attempts to solve the transient heat conduction problem by combining the recently proposed local knot method (LKM) with the dual reciprocity method (DRM). Firstly, the temporal derivative is discretized by a finite difference scheme, and thus the governing equation of transient heat transfer is transformed into a non-homogeneous modified Helmholtz equation. Secondly, the solution of the non-homogeneous modified Helmholtz equation is decomposed into a particular solution and a homogeneous solution. And then, the DRM and LKM are used to solve the particular solution of the non-homogeneous equation and the homogeneous solution of the modified Helmholtz equation, respectively. The LKM is a recently proposed local radial basis function collocation method with the merits of being simple, accurate, and free of mesh and integration. Compared with the traditional domain-type and boundary-type schemes, the present coupling algorithm could be treated as a really good alternative for the analysis of transient heat conduction on high-dimensional and complicated domains. Numerical experiments, including two- and three-dimensional heat transfer models, demonstrated the effectiveness and accuracy of the new methodology.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Local knot method</kwd>
<kwd>transient heat conduction</kwd>
<kwd>dual reciprocity method</kwd>
<kwd>meshless method</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1"><label>1</label><title>Introduction</title>
<p>Transient heat conduction exists widely in the thermal structure design of industrial equipment such as energy and chemical industry, as well as in the casting and heat treatment process of many new materials [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. Therefore, the study on transient heat conduction is very important for a long time. It is not easy work to find analytical solutions to practical engineering problems. Hence, the numerical simulation becomes an important way of approximating numerical solutions.</p>
<p>There are many kinds of conventional numerical methods applied to transient heat conduction problems, for instance, the finite element method (FEM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>], the finite difference method (FDM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>] and the boundary element method (BEM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>]. Among them, the FEM has been widely used in engineering and scientific calculation, and its mature commercial software has been widely used to analyze and simulate practical problems. There is no doubt that these traditional grid-type methods have their own advantages, but they still face many difficulties and challenges, such as complex mesh generation and other pre-processing processes, which affected the calculation accuracy and efficiency, especially for the complicated geometry.</p>
<p>In order to get rid of the complexity of mesh generation and reduce the time of preprocessing, various meshless methods have devoted considerable attention. These approaches include the element-free Galerkin method [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>], the reproducing kernel particle method [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>], the meshless local Petrov-Galerkin method [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>], the radial basis function collocation method (RBFCM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>], the generalized finite difference method (GFDM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>], the singular boundary method (SBM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>], the method of fundamental solutions (MFS) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>] and the boundary knot method (BKM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>], etc. The successful application of these meshless methods fully demonstrates their development prospect. However, each method is faced with more or fewer limitations while playing its own advantages. As the semi-analytical, strong-form, and boundary-type meshless collocation methods, they are difficult to apply to complex-geometry and large-scale problems due to their dense matrix characteristics.</p>
<p>For the above reasons, a new class of meshless collocation techniques, called the localized semi-analytical meshless methods, has been proposed to solve various mathematical and mechanical problems. Such methods mainly include the localized method of fundamental solution (LMFS)&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>], the localized singular boundary method (LSBM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-31">31</xref>], the localized Trefftz method (LTM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>], and the localized boundary knot method (LBKM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>]. The LMFS and the LSBM use the singular fundamental solutions as the basis functions, the LTM employs the T-complete functions, and the LBKM uses the non-singular general solutions. The first two methods need to determine the fictitious boundary and the source intensity factor resulting from the source singularity, while the latter two methods can be used for numerical approximation directly. Recently, these schemes have been successfully applied to heat and mass transfer [<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>], acoustics [<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>], elastic mechanics [<xref ref-type="bibr" rid="ref-37">37</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-38">38</xref>], inverse problems [<xref ref-type="bibr" rid="ref-39">39</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>] and other aspects. For details, see [<xref ref-type="bibr" rid="ref-41">41</xref>] and references therein.</p>
<p>Very recently, an improved LBKM called the local knot method (LKM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-42">42</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="ref-44">44</xref>], is developed to solve the convection-diffusion-reaction and acoustic problems. The improved scheme is a local RBF method, and does not need the boundary of supporting subdomain and artificial nodes on it, which enhances the computational efficiency. Compared with other local semi-analytical meshless methods, this approach adopts the non-singular general solution instead of singular fundamental solution, and thus it avoids the evaluation of fictitious boundary and the original intensity factor. Furthermore, the heat transfer equation becomes a modified Helmholtz equation after time approximation, whose solution can be easily solved by using the LKM. Considering the simplicity, accuracy, efficiency, and large-scale simulation of the LKM, this study employed this approach to solve transient heat conduction problems.</p>
<p>Firstly, the temporal derivative is discretized by using the finite difference scheme. The governing equation is transformed into a non-homogeneous modified Helmholtz equation. Secondly, the solution of transformed equation is decomposed into a particular solution and a homogeneous solution of the corresponding homogeneous equation. Finally, the particular solution and the homogeneous solution are obtained by the dual reciprocity method (DRM) [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-45">45</xref>] and the LKM, respectively. The particular solution only satisfies the non-homogeneous equation, rather than boundary condition. However, the homogeneous solution satisfies both homogeneous equation and corresponding boundary conditions. It should be noted that that there are many ways to approximate a particular solution of non-homogeneous modified Helmholtz equation besides the DRM, such as the multiple reciprocity method, the polynomial approximation, and the radial basis function approximation. Among them, the DRM is a simple and popular technique addressing non-homogeneous terms and therefore is used in this study.</p>
<p>The outline of this article is as follows. <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> first briefly reviews the basic theory of the transient heat conduction problem, and then introduces the LKM and DRM. In <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref>, three numerical examples are presented to demonstrate the accuracy and validity of the proposed scheme. Finally, <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> provides some conclusions.</p>
</sec>
<sec id="s2"><label>2</label><title>Mathematical Formulations</title>
<sec id="s2_1"><label>2.1</label><title>Governing Equation</title>
<p>A bounded domain <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></inline-formula> with boundary <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>=</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></inline-formula> is considered. The governing equation of the transient heat conduction problems is indicated as
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mi>k</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>with initial and boundary conditions
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></disp-formula>where <italic>d</italic> denotes the dimension of space, <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> the temperature on the point <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi></mml:math></inline-formula> at the time <italic>t</italic>, <italic>k</italic> the thermal conductivity, <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> the mass density, <italic>c</italic> the specific heat capacity, <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi></mml:math></inline-formula> the outward unit normal vector, <italic>Q</italic> the internal heat source, <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> the initial temperature. <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mover><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mover><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> represent the known temperature and heat flux on the boundaries <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">D</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s2_2"><label>2.2</label><title>Time-Advancing Scheme</title>
<p>The transient heat conduction problem is transformed into the modified Helmholtz equation by using the finite difference scheme to deal with the time variable. For the time span <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2282;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The temperature <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> at any node in the object, its partial derivative with respect to time and the internal heat source can be approximated by
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <italic>n</italic> denotes the time level, <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the time step.</p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eqs. (5)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref>, the temperature <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> at time <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> can be obtained. The sorted formula is as follows:
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>It should be pointed out that the numerical solution <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">Eq. (8)</xref> can be obtained at time <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>For convenience, <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-8">Eq. (8)</xref> can be simplified as
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula>in which
<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:msqrt></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Noted that <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eq. (9)</xref> is a non-homogeneous modified Helmholtz equation. Its solution can be decomposed into two parts (a particular solution and a homogeneous solution), namely,
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The particular solution only satisfies the non-homogeneous equation, rather than boundary condition. However, the homogeneous solution satisfies both homogeneous equation and corresponding boundary conditions. The next two subsections will introduce the dual reciprocity method and the LKM for approximating particular solution and homogeneous solution, respectively.</p>
</sec>
<sec id="s2_3"><label>2.3</label><title>Dual Reciprocity Method</title>
<p>Obviously, the particular solution <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> should satisfy non-homogeneous equation <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eq. (9)</xref>, namely,
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>f</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>This study uses the dual reciprocity method to approximate the particular solution <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. According to its basic idea, the right-hand term of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-13">Eq. (13)</xref> is expressed by [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>]
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></disp-formula>in which <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are undetermined coefficients, <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the radial basis function, <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the interpolation points in the calculation, and <italic>n</italic> indicates the number of interpolation points.</p>
<p>Accordingly, the particular solution <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> can be given by
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:math></inline-formula> satisfies
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>As we all know, there are many kinds of radial basis functions. The present study adopts the following function [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>]:
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mi>&#x03C6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>Substituting <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-17">Eq. (17)</xref> into <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-16">Eq. (16)</xref>, we can get the expression of <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:math></inline-formula>
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the Euclidean distance between interpolation nodes.</p>
</sec>
<sec id="s2_4"><label>2.4</label><title>Local Knot Method (LKM)</title>
<p>In this subsection, the LKM is used to approximate the homogeneous solution <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. First, we give the corresponding governing equation and boundary conditions
<disp-formula id="eqn-19"><label>(19)</label><mml:math id="mml-eqn-19" display="block"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">&#x2207;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-20"><label>(20)</label><mml:math id="mml-eqn-20" display="block"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-21"><label>(21)</label><mml:math id="mml-eqn-21" display="block"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula></p>
<p>In the LKM, <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> nodes are discretized over the computational domain <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> are the numbers of interior nodes, Dirichlet boundary nodes and Neumann boundary nodes, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref> shows the schematic diagram of the LKM. Considering an arbitrary node (here called the central node <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>) distributed in the computational domain, its m supporting nodes <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be easily determined. These nodes are contained in a circular or spherical subdomain called supporting domain. With regard to the <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> local nodes inside the supporting subdomain <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, we can express the homogeneous solution as
<disp-formula id="eqn-22"><label>(22)</label><mml:math id="mml-eqn-22" display="block"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></disp-formula>or for brevity
<disp-formula id="eqn-23"><label>(23)</label><mml:math id="mml-eqn-23" display="block"><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are the unknown coefficients, <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is the nonsingular general solution that can be expressed as [<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>]
<disp-formula id="eqn-24"><label>(24)</label><mml:math id="mml-eqn-24" display="block"><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>sinh</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is zero-order modified Bessel function of the first kind.</p>
<fig id="fig-1"><label>Figure 1</label><caption><title>Schematic diagram of the LKM: (a) 2D; (b) 3D</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-1.png"/></fig>
<p>Using the moving least squares theory, we define the following residual function:
<disp-formula id="eqn-25"><label>(25)</label><mml:math id="mml-eqn-25" display="block"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denotes the weighting function. In our calculation, the spline weight function [<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>] is used
<disp-formula id="eqn-26"><label>(26)</label><mml:math id="mml-eqn-26" display="block"><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>8</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the radius of supporting domain <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. According to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-26">Eq. (26)</xref>, we can observe the smaller distance <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> make a much greater contribution for the LKM approximation.</p>
<p>The unknown coefficients <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> can be obtained by minimizing the function <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> with regard to <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, namely,
<disp-formula id="eqn-27"><label>(27)</label><mml:math id="mml-eqn-27" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, a matrix equation can be obtained,
<disp-formula id="eqn-28"><label>(28)</label><mml:math id="mml-eqn-28" display="block"><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="eqn-29"><label>(29)</label><mml:math id="mml-eqn-29" display="block"><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;SYM&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow></mml:mtd><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:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Further, the vector <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi></mml:math></inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-29">Eq. (29)</xref> can be recast as
<disp-formula id="eqn-30"><label>(30)</label><mml:math id="mml-eqn-30" display="block"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>00</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>01</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd><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:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03C9;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>In terms of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-28">Eqs. (28)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-30">(30)</xref>, <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> can be obtained by
<disp-formula id="eqn-31"><label>(31)</label><mml:math id="mml-eqn-31" display="block"><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>Let <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and using <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-23">Eq. (23)</xref>, we have
<disp-formula id="eqn-32"><label>(32)</label><mml:math id="mml-eqn-32" display="block"><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>or
<disp-formula id="eqn-33"><label>(33)</label><mml:math id="mml-eqn-33" display="block"><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></disp-formula>in which <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> Accordingly, the temperature at each node in the computational domain can be expressed in the same form as <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-33">Eq. (33)</xref>.</p>
<p>In addition, the normal derivative can be calculated by
<disp-formula id="eqn-34"><label>(34)</label><mml:math id="mml-eqn-34" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi mathvariant="bold-italic">&#x03C2;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mtable columnalign="left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x22EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>or for brevity
<disp-formula id="eqn-35"><label>(35)</label><mml:math id="mml-eqn-35" display="block"><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>At internal nodes and boundary nodes, the following equations should be satisfied:
<disp-formula id="eqn-36"><label>(36)</label><mml:math id="mml-eqn-36" display="block"><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-37"><label>(37)</label><mml:math id="mml-eqn-37" display="block"><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mover><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-38"><label>(38)</label><mml:math id="mml-eqn-38" display="block"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2202;</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">n</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>n</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><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:math></disp-formula></p>
<p>By combining <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-36">Eqs. (36)</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-38">(38)</xref>, we can obtain a linear system
<disp-formula id="eqn-39"><label>(39)</label><mml:math id="mml-eqn-39" display="block"><mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a sparse coefficient matrix, <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> contains the homogeneous solutions at all nodes, and <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">h</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is a vector consisting of right-hand term of and boundary data. After solving the above equation, the temperature <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> at all nodes can thereby be obtained by the following formula:
<disp-formula id="eqn-40"><label>(40)</label><mml:math id="mml-eqn-40" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A9;</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3"><label>3</label><title>Numerical Results and Discussion</title>
<p>Three numerical examples are investigated to test the accuracy and effectiveness of the proposed scheme. To measure numerical accuracy, the following errors are adopted:
<disp-formula id="eqn-41"><label>(41)</label><mml:math id="mml-eqn-41" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Global</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext>error</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msqrt><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>W</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:msqrt></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-42"><label>(42)</label><mml:math id="mml-eqn-42" display="block"><mml:mrow><mml:mtext>Max</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext>error</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>in which <italic>W</italic> is the total number of test points, <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>u</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>W</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are numerical and exact solutions at the test point, respectively. It should be pointed out that the nodes in examples 1 and 2 are generated from MATLAB software and the nodes in example 3 are automatically generated from Hypermesh software.</p>
<sec id="s3_1"><label>3.1</label><title>Example 1: Rectangular Domain with a Hole</title>
<p>In the first example, we consider a transient heat transfer problem in a rectangular plate with a hole [<xref ref-type="bibr" rid="ref-46">46</xref>]. The size parameters and boundary conditions of this model are given in <xref ref-type="fig" rid="fig-2">Fig. 2</xref>. The density, the specific heat and the heat conductivity are <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>5000</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>200</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>J</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>(kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C)</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>200</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>W</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C)</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively. The initial temperature is taken to be <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the temperature on the left boundary rises to <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>500</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, while the right boundary maintains the initial temperature. Other boundaries are adiabatic. The temperatures at points A (0.07, 0.025) and B (0.075, 0.02) need to be studied and discussed in this example. <xref ref-type="fig" rid="fig-3">Fig. 3</xref> shows the distribution of nodes in the computation. The interior of plate is discretized into 3853 nodes and its boundary is discretized into 200 outer boundary nodes and 31 inner boundary nodes.</p>
<fig id="fig-2"><label>Figure 2</label><caption><title>Dimensions and boundary conditions of the plate</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-2.png"/></fig><fig id="fig-3"><label>Figure 3</label><caption><title>Nodal distribution of the LKM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-3.png"/></fig>
<p>In the calculation, we set <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>30</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Since no analytical solution is available in this example, the finite element results calculated by COMSOL Multiphysics 5.4 are taken as the reference solution, in which the model is divided into 3853 domain elements. <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref> gives the comparisons of the calculated temperatures between the FEM and the LKM at the points A and B within 200&#x2005;s. From <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Fig. 4</xref>, it can be seen that the LKM results are in good agreement with those of the FEM, and the temperature at point A is higher than that at point B. In addition, when the time is less than 10&#x2005;s, there is a certain deviation between the results of the LKM and the FEM, but with the increase of time, the deviation between them decreases and the temperature tends to be stable.</p>
<fig id="fig-4"><label>Figure 4</label><caption><title>Temperature variation at points A and B with time</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-4.png"/></fig>
<p>Then, we consider the numbers of supporting points as <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>20</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>30</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>40</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>50</mml:mn></mml:math></inline-formula> to verify the accuracy and convergence of the LKM. <xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> shows the relative deviation curves of the FEM and the proposed method at point A. It can be clearly seen from <xref ref-type="fig" rid="fig-5">Fig. 5</xref> that the deviations decrease rapidly at first, reach the optimal value and then tend to be stable as time goes on. When the number of supporting points is 20 and the time is 100&#x2005;s, the minimum deviation is <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:mn>1.148</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. At the 200&#x2005;s, the deviations of the four cases are all less than <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:mn>4.769</mml:mn><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, meeting the accuracy requirements. Furthermore, with the increase of supporting points, the relative deviations converge faster and reach the optimal value faster, indicating that LKM has good convergence.</p>
<fig id="fig-5"><label>Figure 5</label><caption><title>The relative deviation curves at point A</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-5.png"/></fig>
<p><xref ref-type="fig" rid="fig-6 fig-7 fig-8">Figs. 6&#x2013;8</xref> illustrate the temperature distributions calculated by the LKM and the FEM at 4, 8 and 200&#x2005;s, respectively. Obviously, the results near the hole have a little different at the beginning of the time period, but gradually become identical when the time goes to 200&#x2005;s.</p>
<fig id="fig-6"><label>Figure 6</label><caption><title>Profiles of temperature on the plate at time 4&#x2005;s: (a) FEM; (b) LKM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-6.png"/></fig><fig id="fig-7"><label>Figure 7</label><caption><title>Profiles of temperature on the plate at time 8&#x2005;s: (a) FEM; (b) LKM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-7.png"/></fig><fig id="fig-8"><label>Figure 8</label><caption><title>Profiles of temperature on the plate at time 200&#x2005;s: (a) FEM; (b) LKM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-8.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s3_2"><label>3.2</label><title>Example 2: A Cube with Heat Generation</title>
<p>The LKM is applied to analyze the temperature field of the cubic domain in the second example. The shape parameters and initial temperature of the cube are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Fig. 9a</xref>. <xref ref-type="fig" rid="fig-9">Fig. 9b</xref> shows the distribution of nodes in the computation, including 5832 boundary nodes and 1944 internal nodes. The thermal diffusivity is assumed to be <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.16</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The heat generation is expressed as&#x00A0;[<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>]
<disp-formula id="eqn-43"><label>(43)</label><mml:math id="mml-eqn-43" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<fig id="fig-9"><label>Figure 9</label><caption><title>Dimensions and nodal distribution of the cube: (a) Dimensions of the cube; (b) Distribution of nodes</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-9.png"/></fig>
<p>The analytical solution is given by
<disp-formula id="eqn-44"><label>(44)</label><mml:math id="mml-eqn-44" display="block"><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>100</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>In this example, we consider two cases: (a) All the boundaries satisfy the Dirichlet boundary conditions; (b) The boundary <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> satisfies the Neumann boundary conditions, and the heat flux can be expressed as <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:mover><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo accent="false">&#x00AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:msub><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>exp</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi><mml:msup><mml:mi>&#x03C0;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, while the temperature is <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the remaining boundaries.</p>
<p>In this example, the number of the supporting nodes is 60, and the time interval is <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.05</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. For the two different cases, <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Fig. 10</xref> shows the comparison of temperature on the line <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula> at different times obtained by using the LKM and analytical expression. It can be plainly indicated that the developed method has good accuracy for the simulation of transient heat conductions with two kinds of boundary condition. In addition, it can also be noted that the error is slightly large when <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0.4 0.6</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>, but the error gradually decreases along with the time goes on.</p>
<fig id="fig-10"><label>Figure 10</label><caption><title>Temperature distributions on the line <inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">|</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>: (a) Case 1; &#x00A0;(b) Case 2</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-10.png"/></fig>
<p>Additionally, <xref ref-type="fig" rid="fig-11">Fig. 11</xref> plots the temperature curves with time marching for three internal points C (0.2, 0.2, 0.2), D (0.4, 0.4, 0.4) and E (0.6, 0.6, 0.6) for two cases and compares with the corresponding exact results. The results show that the method has high precision.</p>
<fig id="fig-11"><label>Figure 11</label><caption><title>Distributions of temperature at different times at points C, D and E: (a) Case 1; (b) Case 2</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-11.png"/></fig>
<p>By comparing the results of the LKM and the BKM in different cases, the accuracy and convergence of this method are carefully validated. With the increase of the total number of nodes, the variation of the errors and the condition numbers of the two methods are listed in <xref ref-type="table" rid="table-1">Tables 1</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-2">2</xref>. As can be seen from <xref ref-type="table" rid="table-1">Tables 1</xref> and <xref ref-type="table" rid="table-2">2</xref>, although there are a few errors at some nodes, the results are still clear that the maximum and global errors of the two methods decrease with the increase of the number of nodes, and meet certain convergence trend. Next, we can conclude that when the total number of nodes is greater than 3211, the LKM is better than the BKM. Moreover, the LKM has fewer condition numbers regardless of the total number of nodes. In summary, the proposed LKM is high-precision, stable and convergent for solving 3D transient heat transfer problems.</p>
<table-wrap id="table-1"><label>Table 1</label><caption><title>Errors and condition numbers of the LKM under different cases</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>N</th>
<th align="center" colspan="3">Case 1</th>
<th align="center" colspan="3">Case 2</th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th align="left">Max error</th>
<th align="left">Global error</th>
<th align="left">Cond (A)</th>
<th align="left">Max error</th>
<th align="left">Global error</th>
<th align="left">Cond (A)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">896</td>
<td align="left">4.769 <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.721 <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.756E &#x002B; 03</td>
<td align="left">4.070 <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">7.703 <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.647E &#x002B; 06</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">1215</td>
<td align="left">3.417 <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.112 <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">3.076E &#x002B; 03</td>
<td align="left">3.295 <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">5.454 <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">8.672E &#x002B; 04</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">3211</td>
<td align="left">1.525 <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">3.919 <inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">6.361E &#x002B; 03</td>
<td align="left">1.522 <inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">2.155 <inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">2.689E &#x002B; 05</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">4725</td>
<td align="left">1.475 <inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">3.614 <inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">2.768E &#x002B; 04</td>
<td align="left">1.045 <inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">1.395 <inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">5.691E &#x002B; 06</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">6647</td>
<td align="left">1.387 <inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">3.513 <inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">3.170E &#x002B; 04</td>
<td align="left">7.214 <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">9.326 <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">4.340E &#x002B; 06</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap><table-wrap id="table-2"><label>Table 2</label><caption><title>Errors and condition numbers of the BKM under different cases</title></caption>
<table frame="hsides">
<colgroup>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
<col align="left"/>
</colgroup>
<thead>
<tr>
<th>N</th>
<th align="center" colspan="3">Case 1</th>
<th align="center" colspan="3">Case 2</th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th align="left">Max error</th>
<th align="left">Global error</th>
<th align="left">Cond (A)</th>
<th align="left">Max error</th>
<th align="left">Global error</th>
<th align="left">Cond (A)</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="left">896</td>
<td align="left">4.578 <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.598 <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.426E &#x002B; 18</td>
<td align="left">2.475 <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">4.402 <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.245E &#x002B; 20</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">1215</td>
<td align="left">3.369 <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.058 <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.391E &#x002B; 18</td>
<td align="left">2.196 <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">3.488 <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">6.790E &#x002B; 19</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">3211</td>
<td align="left">1.713 <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">4.014 <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">8.996E &#x002B; 17</td>
<td align="left">1.711 <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">1.616 <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">5.385E &#x002B; 20</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">4725</td>
<td align="left">2.037 <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">4.179 <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">3.540E &#x002B; 18</td>
<td align="left">2.561 <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">1.682 <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">5.342E &#x002B; 21</td>
</tr>
<tr>
<td align="left">6647</td>
<td align="left">1.710 <inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">4.477 <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;3</sup></td>
<td align="left">2.048E &#x002B; 19</td>
<td align="left">1.390 <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;1</sup></td>
<td align="left">1.164 <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>&#x2212;2</sup></td>
<td align="left">1.849E &#x002B; 21</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>Finally, we can observe from <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref> that the distributions of absolute errors on the cross section <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula> in two cases are different. In case 1, it can be clearly seen that the absolute error in the center of the computational domain is largest (but less than 1.711&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>&#x2212;2</sup>), and gradually decreases from the center to the boundaries. In case 2, we can find that the absolute error on the boundary <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mi>y</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> is largest (but less than 7.21&#x2009;&#x00D7;&#x2009;10<sup>&#x2212;2</sup>), and decreases sharply from it to other boundaries. The above phenomenon is mainly caused by different boundary conditions.</p>
<fig id="fig-12"><label>Figure 12</label><caption><title>Distributions of absolute error on the cross section (z&#x2009;&#x003D;&#x2009;0.5) for (a) Case 1; (b) Case 2</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-12.png"/></fig>
</sec>
<sec id="s3_3"><label>3.3</label><title>Example 3: A Hollow Cylinder</title>
<p>In order to verify the proposed LKM for simulating 3D transient heat conduction in a multi-connected domain, the third example considers is a hollow cylinder. <xref ref-type="fig" rid="fig-13">Fig. 13a</xref> plots the geometry parameters and boundary conditions of the model. The initial temperature is set to be <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:msub><mml:mi>T</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>500</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The temperature at the top surface is suddenly decreased to <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mn>50</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, while the temperature stays the same at the bottom surface, and other surfaces are thermally insulated. The density, the heat conductivity and the specific heat are <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>7850</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>60</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>W</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>m</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>460</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>J</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>kg</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>&#x00B0;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>C</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, respectively. The discretization of nodes in the computation is shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-13">Fig. 13b</xref>. There are 14146 nodes in the computation, of which 9706 are boundary nodes and the rest are internal nodes. Then, we continue to set FEM solution with more nodes (includes 229323 domain elements) than the proposed method as the reference solution.</p>
<fig id="fig-13"><label>Figure 13</label><caption><title>Dimensions, boundary conditions and nodal distribution of the hollow cylinder: (a) Dimensions and boundary conditions, (b) Nodal distribution</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-13.png"/></fig>
<p>In this case, the number of supporting nodes is set to be 60. The length of each time step is <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0394;</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mtext>s</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> <xref ref-type="fig" rid="fig-14">Figs. 14</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-15">15</xref> depict the distribution of temperature field on the surface of the computational domain at the time 10 and 100&#x2005;s. From <xref ref-type="fig" rid="fig-14">Figs. 14</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-15">15</xref>, it can be observed that the temperature increases gradually from top to bottom of the hollow cylinder. When the time advances to 100&#x2005;s, the temperature changes in the calculation domain tends to be stable, and the results are almost identical for both the LKM and the FEM. We can carefully conclude that the LKM can also have high accuracy when using fewer nodes compared with the FEM. A large number of numerical experiments show that the proposed method has great potential in solving transient heat transfer problems, but the method needs to be further improved through continuous theoretical verification and engineering application.</p>
<fig id="fig-14"><label>Figure 14</label><caption><title>Contours of temperature at time 10&#x2005;s: (a) LKM; (b) FEM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-14.png"/></fig><fig id="fig-15"><label>Figure 15</label><caption><title>Contours of temperature at time 100&#x2005;s: (a) LKM; (b) FEM</title></caption><graphic mimetype="image" mime-subtype="png" xlink:href="CMES_24884-fig-15.png"/></fig>
</sec>
</sec>
<sec id="s4"><label>4</label><title>Conclusion</title>
<p>This paper presented a novel coupling algorithm of the LKM and the dual reciprocity method to simulate the transient heat transfer numerically. The LKM is a semi-analytical and local meshless method which uses the non-singular general solution as the basis function of interpolation. Unlike the existing conventional methods, the coupled approach avoids mesh division, reduces condition number and expands the simulation scale.</p>
<p>Numerical results of the three benchmark examples involving simply-connected and multiply-connected domains have been investigated in detail. In the examples without exact solutions, our numerical results are compared with the FEM results from COMSOL software. Numerical experiments indicate that the proposed scheme is accurate and effective, and has small condition numbers.</p>
<p>This paper focuses on the application of the LKM in transient heat transfer problems, and shows its superior performance in solving such problems. However, there are still some issues that need to be addressed. The present study uses the Euler formula to discretize the time derivative, which has a certain impact on the accuracy and efficiency of the present method. Some more complex and accurate methods addressing the time derivative are interesting and will be discussed in more detail subsequently. Furthermore, the proposed methodology can be further optimized and improved to accurately solve the high-dimensional nonlinear heat transfer as well as the coupling heat transfer in complicated geometry.</p>
</sec>
</body>
<back>
<fn-group>
<fn fn-type="other"><p><bold>Funding Statement:</bold> This work is supported by the National Natural Science Foundation of China (No. 11802151), the Natural Science Foundation of Shandong Province of China (No. ZR2019BA008), and the China Postdoctoral Science Foundation (No. 2019M652315).</p></fn>
<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><surname>Moon</surname>, <given-names>J. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kim</surname>, <given-names>S. J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2010</year>). <article-title>Parallel computing performance of thermal-structural coupled analysis in parallel computing resource</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>67</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>239</fpage>&#x2013;<lpage>264</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3970/cmes.2010.067.239</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>2.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Long</surname>, <given-names>K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Multi-material topology optimization of transient heat conduction structure with functional gradient constraint</article-title>. <source>International Communications in Heat and Mass Transfer</source><italic>,</italic> <volume>131</volume><italic>,</italic> <fpage>105845</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.icheatmasstransfer.2021.105845</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>3.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bruch</surname>, <given-names>J. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zyvoloski</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name></person-group> (<year>1974</year>). <article-title>Transient two-dimensional heat conduction problems solved by the finite element method</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>8</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>481</fpage>&#x2013;<lpage>494</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/(ISSN)1097-0207</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>4.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhao</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Topology optimization of non-Fourier heat conduction problems considering global thermal dissipation energy minimization</article-title>. <source>Structural and Multidisciplinary Optimization</source><italic>,</italic> <volume>64</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>1385</fpage>&#x2013;<lpage>1399</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00158-021-02924-0</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>5.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Brian</surname>, <given-names>P.</given-names></string-name></person-group> (<year>1961</year>). <article-title>A finite difference method of high-order accuracy for the solution of three-dimensional transient heat conduction</article-title>. <source>AIChE Journal</source><italic>,</italic> <volume>7</volume><italic>,</italic> <fpage>367</fpage>&#x2013;<lpage>370</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/(ISSN)1547-5905</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>6.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>&#x0160;kerget</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tadeu</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Brebbia</surname>, <given-names>C. A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Transient simulation of coupled heat and moisture flow through a multi-layer porous solid exposed to solar heat flux</article-title>. <source>International Journal of Heat and Mass Transfer</source><italic>,</italic> <volume>117</volume><italic>,</italic> <fpage>273</fpage>&#x2013;<lpage>279</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.10.010</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>7.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Jacinto</surname>, <given-names>C. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lacerda</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tadeu</surname>, <given-names>A.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Coupling the BEM and analytical solutions for the numerical simulation of transient heat conduction in a heterogeneous solid medium</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>124</volume><italic>,</italic> <fpage>110</fpage>&#x2013;<lpage>123</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2020.12.005</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>8.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Meng</surname>, <given-names>Z. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ma</surname>, <given-names>L. D.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>Y. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>The dimension splitting element-free galerkin method for 3D transient heat conduction problems</article-title>. <source>Science China Physics, Mechanics &#x0026; Astronomy</source><italic>,</italic> <volume>62</volume><issue>(4)</issue><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11433-018-9299-8</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>9.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Error analysis of an implicit galerkin meshfree scheme for general second-order parabolic problems</article-title>. <source>Applied Numerical Mathematics</source><italic>,</italic> <volume>177</volume><italic>,</italic> <fpage>58</fpage>&#x2013;<lpage>78</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apnum.2022.03.005</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>10.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Dong</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>An element-free galerkin method for the obstacle problem</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>112</volume><italic>,</italic> <fpage>106724</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2020.106724</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>11.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xing</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Peng</surname>, <given-names>M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>The improved element-free galerkin method for anisotropic steady-state heat conduction problems</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>132</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>945</fpage>&#x2013;<lpage>964</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2022.020755</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>12.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>R. J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liew</surname>, <given-names>K. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2012</year>). <article-title>A meshless analysis of three-dimensional transient heat conduction problems</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>36</volume><italic>,</italic> <fpage>203</fpage>&#x2013;<lpage>210</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2011.07.001</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>13.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>W. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jun</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Adee</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Belytschko</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name></person-group> (<year>1955</year>). <article-title>Reproducing kernel particle methods for structural dynamics</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>38</volume><issue>(10)</issue><italic>,</italic> <fpage>1655</fpage>&#x2013;<lpage>1679</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/(ISSN)1097-0207</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>14.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>W. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Belytschko</surname>, <given-names>T.</given-names></string-name></person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Moving least-square reproducing kernel methods (I) methodology and convergence</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>143</volume><issue>(1&#x2013;2)</issue><italic>,</italic> <fpage>113</fpage>&#x2013;<lpage>154</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(96)01132-2</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>15.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>W. K.</given-names></string-name></person-group> (<year>1996</year>). <article-title>Moving least-square reproducing kernel method part II: Fourier analysis</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>139</volume><issue>(1&#x2013;4)</issue><italic>,</italic> <fpage>159</fpage>&#x2013;<lpage>193</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0045-7825(96)01082-1</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>16.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sladek</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sladek</surname>, <given-names>V.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tan</surname>, <given-names>C. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Atluri</surname>, <given-names>S. N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Analysis of transient heat conduction in 3D anisotropic functionally graded solids, by the MLPG method</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>32</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>161</fpage>&#x2013;<lpage>174</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3970/cmes.2008.032.161</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>17.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>Q. H.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>S. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kou</surname>, <given-names>G. X.</given-names></string-name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Transient heat conduction analysis using the MLPG method and modified precise time step integration method</article-title>. <source>Journal of Computational Physics</source><italic>,</italic> <volume>230</volume><italic>,</italic> <fpage>2736</fpage>&#x2013;<lpage>2750</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jcp.2011.01.019</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>18.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Hanoglu</surname>, <given-names>U.</given-names></string-name>, <string-name><surname>&#x0160;arler</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Simulation of hot shape rolling of steel in continuous rolling mill by local radial basis function collocation method</article-title>. <source>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</source><italic>,</italic> <volume>109&#x2013;110(5)</volume><italic>,</italic> <fpage>447</fpage>&#x2013;<lpage>479</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3970/cmes.2015.109.447</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>19.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Hong</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Simulation of thermal field in mass concrete structures with cooling pipes by the localized radial basis function collocation method</article-title>. <source>International Journal of Heat and Mass Transfer</source><italic>,</italic> <volume>129</volume><italic>,</italic> <fpage>449</fpage>&#x2013;<lpage>459</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ijheatmasstransfer.2018.09.037</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>20.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>He</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A spatial-temporal GFDM with an additional condition for transient heat conduction analysis of FGMs</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>110</volume><italic>,</italic> <fpage>106579</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2020.106579</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>21.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>P. W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Space-time generalized finite difference nonlinear model for solving unsteady Burgers&#x2019; equations</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>114</volume><italic>,</italic> <fpage>106896</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2020.106896</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>22.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>He</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A GFDM with supplementary nodes for thin elastic plate bending analysis under dynamic loading</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>124</volume><italic>,</italic> <fpage>107664</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2021.107664</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>23.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname>, <given-names>P. W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>The space-time generalized finite difference scheme for solving the nonlinear equal-width equation in the long-time simulation</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>132</volume><italic>,</italic> <fpage>108181</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2022.108181</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>24.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qiu</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>A meshless singular boundary method for transient heat conduction problems in layered materials</article-title>. <source>Computers &#x0026; Mathematics with Applications</source><italic>,</italic> <volume>78</volume><issue>(11)</issue><italic>,</italic> <fpage>3544</fpage>&#x2013;<lpage>3562</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2019.05.027</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>25.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cheng</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname>, <given-names>G.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A semi-analytical and boundary-type meshless method with adjoint variable formulation for acoustic design sensitivity analysis</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>131</volume><italic>,</italic> <fpage>108068</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2022.108068</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>26.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Grabski</surname>, <given-names>J. K.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>On the sources placement in the method of fundamental solutions for time-dependent heat conduction problems</article-title>. <source>Computers &#x0026; Mathematics with Applications</source><italic>,</italic> <volume>88</volume><italic>,</italic> <fpage>33</fpage>&#x2013;<lpage>51</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2019.04.023</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>27.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A pseudo-spectral Fourier collocation method for inhomogeneous elliptical inclusions with partial differential equations</article-title>. <source>Mathematics</source><italic>,</italic> <volume>10</volume><issue>(3)</issue><italic>,</italic> <fpage>296</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/math10030296</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>28.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Fu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shi</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yang</surname>, <given-names>L. W.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Three-dimensional transient heat conductionanalysis by boundary knot method</article-title>. <source>Mathematics and Computers in Simulation</source><italic>,</italic> <volume>165</volume><italic>,</italic> <fpage>306</fpage>&#x2013;<lpage>317</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.matcom.2018.11.025</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>29.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname>, <given-names>L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>A boundary meshless method for dynamic coupled thermoelasticity problems</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>134</volume><italic>,</italic> <fpage>108305</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2022.108305</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>30.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname>, <given-names>Y. K.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>C. S.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Kuo</surname>, <given-names>S.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Localized method of fundamental solutions for solving two-dimensional laplace and biharmonic equations</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>101</volume><italic>,</italic> <fpage>188</fpage>&#x2013;<lpage>197</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2018.11.008</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>31.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>P. W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Localized singular boundary method for solving laplace and helmholtz equations in arbitrary 2D domains</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>129</volume><italic>,</italic> <fpage>82</fpage>&#x2013;<lpage>92</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2021.04.020</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>32.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Y. C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yeih</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ku</surname>, <given-names>C. Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chu</surname>, <given-names>C. L.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Numerical solutions of two-dimensional laplace and biharmonic equations by the localized trefftz method</article-title>. <source>Computers &#x0026; Mathematics with Applications</source><italic>,</italic> <volume>88</volume><italic>,</italic> <fpage>120</fpage>&#x2013;<lpage>134</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2020.09.023</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>33.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Localized boundary knot method and its application to large-scale acoustic problems</article-title>. <source>Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering</source><italic>,</italic> <volume>361</volume><italic>,</italic> <fpage>112729</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.cma.2019.112729</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>34.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Localized method of fundamental solutions for large-scale modelling of three-dimensional anisotropic heat conduction problems-theory and MATLAB code</article-title>. <source>Computers &#x0026; Structures</source><italic>,</italic> <volume>220</volume><italic>,</italic> <fpage>144</fpage>&#x2013;<lpage>155</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.compstruc.2019.04.010</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>35.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lin</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A localized space-time method of fundamental solutions for diffusion and convection&#x2013;diffusion problems</article-title>. <source>Advances in Applied Mathematics and Mechanics</source><italic>,</italic> <volume>12</volume><italic>,</italic> <fpage>940</fpage>&#x2013;<lpage>958</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.4208/aamm</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>36.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Qu</surname>, <given-names>W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name></person-group> (<year>2019</year>). <article-title>Analysis of three-dimensional interior acoustic fields by using the localized method of fundamental solutions</article-title>. <source>Applied Mathematical Modelling</source><italic>,</italic> <volume>76</volume><italic>,</italic> <fpage>122</fpage>&#x2013;<lpage>132</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2019.06.014</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-37"><label>37.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>&#x0160;arler</surname>, <given-names>B.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Localized method of fundamental solutions for two-dimensional anisotropic elasticity problems</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>125</volume><italic>,</italic> <fpage>59</fpage>&#x2013;<lpage>65</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2021.01.008</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-38"><label>38.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Localized method of fundamental solutions for three-dimensional elasticity problems: Theory</article-title>. <source>Advances in Applied Mathematics and Mechanics</source><italic>,</italic> <volume>80</volume><issue>(3&#x2013;4)</issue><italic>,</italic> <fpage>365</fpage>&#x2013;<lpage>370</lpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-39"><label>39.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hua</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Localized MFS for the inverse Cauchy problems of two-dimensional laplace and biharmonic equations</article-title>. <source>Applied Mathematics and Computation</source><italic>,</italic> <volume>364</volume><italic>,</italic> <fpage>124658</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2019.124658</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-40"><label>40.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gong</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Local knot method for solving inverse Cauchy problems of Helmholtz equations on complicated two- and three-dimensional domains</article-title>. <source>International Journal for Numerical Methods in Engineering</source><italic>,</italic> <volume>35</volume><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/nme.7061</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-41"><label>41.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Fu</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tang</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xi</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name> <etal>et al.</etal></person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Localized collocation schemes and their applications</article-title>. <source>Acta Mechanica Sinica</source><italic>,</italic> <volume>38</volume><italic>,</italic> <fpage>422167</fpage>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-42"><label>42.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname>, <given-names>Z.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Local knot method for 2D and 3D convection-diffusion-reaction equations in arbitrary domains</article-title>. <source>Applied Mathematics Letters</source><italic>,</italic> <volume>105</volume><italic>,</italic> <fpage>106308</fpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aml.2020.106308</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-43"><label>43.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Yue</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>C.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname>, <given-names>H.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Localized boundary knot method for 3D inhomogeneous acoustic problems with complicated geometry</article-title>. <source>Applied Mathematical Modelling</source><italic>,</italic> <volume>92</volume><italic>,</italic> <fpage>410</fpage>&#x2013;<lpage>421</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.apm.2020.11.022</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-44"><label>44.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Yue</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>F.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname>, <given-names>P. W.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Local non-singular knot method for large-scale computation of acoustic problems in complicated geometries</article-title>. <source>Computers &#x0026; Mathematics with Applications</source><italic>,</italic> <volume>84</volume><italic>,</italic> <fpage>128</fpage>&#x2013;<lpage>143</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.camwa.2020.12.014</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-45"><label>45.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ang</surname>, <given-names>W. T.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Clements</surname>, <given-names>D. L.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Vahdati</surname>, <given-names>N.</given-names></string-name></person-group> (<year>2003</year>). <article-title>A dual-reciprocity boundary element method for a class of elliptic boundary value problems for non-homogeneous anisotropic media</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>27</volume><issue>(1)</issue><italic>,</italic> <fpage>49</fpage>&#x2013;<lpage>55</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0955-7997(02)00109-1</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-46"><label>46.</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Lei</surname>, <given-names>J.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname>, <given-names>Q.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname>, <given-names>X.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gu</surname>, <given-names>Y.</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fan</surname>, <given-names>C. M.</given-names></string-name></person-group> (<year>2020</year>). <article-title>A novel space-time generalized FDM for transient heat conduction problems</article-title>. <source>Engineering Analysis with Boundary Elements</source><italic>,</italic> <volume>119</volume><italic>,</italic> <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>. DOI <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.enganabound.2020.07.003</pub-id>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>
















