Finite difference and finite element methods for partial differential equations on fractals

En este artículo, se presenta un procedimiento numérico para calcular la solución de ecuaciones diferenciales parciales planteadas sobre un dominio fractal. En particular, consideramos la forma fuerte de la ecuación diferencial usando matrices Laplacianas y también la forma débil de la ecuación usando medidas estándar de longitud o área en una aproximación discreta al conjunto fractal. Luego se presenta un procedimiento numérico para normalizar las difusiones que se obtienen, es decir, una forma de calcular la constante de renormalización necesaria en las definiciones de la ecuación diferencial parcial real en el conjunto fractal. Un caso particular que se estudia en detalle es la solución del problema de Dirichlet en el triángulo de Sierpinski, también se presentan otros ejemplos, incluido el árbol Hata en el espacio.In this paper, we present numerical procedures to compute solutions of partial differential equations posed on fractals. In particular, we consider the strong form of the equation using standard graph Laplacian matrices and also weak forms of the equation derived using standard length or área measure on a discrete approximation of the fractal set. We then introduce a numerical procedure to normalize the obtained diffusions, that is, a way to compute the renormalization constant needed in the definitions of the actual partial differential equation on the fractal set. A particular case that is studied in detail is the solution of the Dirichlet problem in the Sierpinski triangle. Other examples are also presented including a non-planar Hata tree