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    am
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   <journal-title-group>
    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2152-7385
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2152-7393
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/am.2025.161004
   </article-id>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">
    am-140276
   </article-id>
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    <subj-group subj-group-type="heading">
     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    ADER-WAF Schemes for the Homogeneous One-Dimensional Shallow Water Equations
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Pavlos
      </surname>
      <given-names>
       Stampolidis
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Maria Ch.
      </surname>
      <given-names>
       Gousidou-Koutita
      </given-names>
     </name>
    </contrib>
   </contrib-group> 
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    <addr-line>
     aDepartment of Mathematics, Faculty of Sciences, Aristotle University, Thessaloniki, Greece
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     15
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    <month>
     01
    </month>
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     2025
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   <volume>
    16
   </volume> 
   <issue>
    01
   </issue>
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    61
   </fpage>
   <lpage>
    112
   </lpage>
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      28,
     </day>
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      November
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      2024
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    </date>
    <date date-type="published">
     <day>
      23,
     </day>
     <month>
      November
     </month>
     <year>
      2024
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
     <day>
      23,
     </day>
     <month>
      January
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
   </history>
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    ADER-WAF methods were first introduced by researchers E.F. Toro and V.A. Titarev. The linear stability criterion for the model equation for the ADER-WAF schemes is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        C
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
         CFL
        </mtext>
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
       ≤
      </mo>
      <mn>
       1
      </mn>
     </mrow> 
    </math> , where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        C
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
         CFL
        </mtext>
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denotes the 
    <b>C</b>ourant-
    <b>F</b>riedrichs-
    <b>L</b>ewy 
    <b>(CFL)</b> coefficient. Toro and Titarev employed 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        C
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
         CFL
        </mtext>
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
       =
      </mo>
      <mn>
       0.95
      </mn>
     </mrow> 
    </math> for their experiments. Nonetheless, we noted that the experiments conducted in this study with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
        C
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
         CFL
        </mtext>
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
       =
      </mo>
      <mn>
       0.95
      </mn>
     </mrow> 
    </math> produced solutions exhibiting spurious oscillations, particularly in the high-order ADER-WAF schemes. The homogeneous one-dimensional (
    <b>1D</b>) non-linear 
    <b>S</b>hallow 
    <b>W</b>ater 
    <b>E</b>quations (
    <b>SWEs</b>) are the subject of these experiments, specifically the solution of the 
    <b>R</b>iemann 
    <b>P</b>roblem (
    <b>RP</b>) associated with the SWEs. The investigation was conducted on four test problems to evaluate the ADER-WAF schemes of second, third, fourth, and fifth order of accuracy. Each test problem constitutes a RP characterized by different wave patterns in its solution. This research has two primary objectives. We begin by illustrating the procedure for implementing the ADER-WAF schemes for the SWEs, providing the required relations. Afterward, following comprehensive testing, we present the range for the CFL coefficient for each test that yields solutions with diminished or eliminated spurious oscillations.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     1D Shallow Water Equations
    </kwd> 
    <kwd>
      ADER-WAF Schemes
    </kwd> 
    <kwd>
      Finite Volume Schemes
    </kwd> 
    <kwd>
      Riemann Problem
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>The SWEs, often known as the Saint-Venant system, are widely utilized by researchers to model and simulate various physical phenomena related to water flows with a free surface influenced by gravity. The SWEs are employed in numerous applications, including open channel and river flows, storm surges, dam-break waves, tidal fluctuations, tsunami waves, atmospheric flows, and more <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-2">
     [2]
    </xref>. As stated in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
     [3]
    </xref>, the SWEs serve as an approximation to the full free surface problems and can be obtained from the Navier-Stokes equations. Further information concerning the SWEs is available in the textbooks <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
     [3]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-5">
     [5]
    </xref> and the associated references.</p>
   <p>The resulting SWEs constitute a time-dependent system of nonlinear Partial Differential Equations (PDEs). Usually, the governing equations are hyperbolic and fall within the category of Hyperbolic Conservation Laws (HCLs), which (in one space dimension) can be expressed as a system of hyperbolic PDEs in the following form</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </msub> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <msub> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </msub> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(1)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⊤ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is called the vector of conserved variables and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msub> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mo>
            ⋯ 
          </mo> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             f 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ⊤ 
       </mo> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is the vector of fluxes with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mo>
          ⋯ 
        </mo> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        n 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>HCLs describe a diverse range of phenomena across various fields of physics, including quantum mechanics, continuum mechanics, and gravitational physics. In addition to SWEs, notable examples include Maxwell’s equations of electromagnetism, Einstein’s equations of gravitation, Navier’s equations of elasticity, and the Euler equations of gas dynamics.</p>
   <p>The exact solutions of HCLs exist only in a limited number of special cases, thereby necessitating the development and evaluation of numerical methods for their approximate solution. The HCLs admit solutions that contain discontinuities, even for smooth Initial Conditions (ICs), due to hyperbolicity and non-linearity <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-6">
     [6]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-7">
     [7]
    </xref>. The primary difficulty of numerical methods is the resolution of problems in discontinuous regions.</p>
   <p>In recent decades, extensive research has focused on designing and implementing computational methods capable of accurately approximating discontinuous solutions. The numerical methods range over finite difference methods, finite volume methods, finite element methods, discontinuous Galerkin methods, spectral methods, and others. A powerful class of numerical methods is referred to as high-resolution methods after Harten <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-8">
     [8]
    </xref>. These methods provide numerical solutions that are free of spurious oscillations and have a high resolution of discontinuities while achieving second or higher order accuracy in the smooth regions of the solution. Numerous high-resolution methods have been devised, including Total Variation Diminishing (TVD) schemes <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-8">
     [8]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-9">
     [9]
    </xref>, Essentially Non-Oscillatory (ENO) schemes <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-10">
     [10]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-14">
     [14]
    </xref>, Weighted Essentially Non-Oscillatory (WENO) schemes <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-15">
     [15]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
     [17]
    </xref>, Arbitrary accuracy DErivative Riemann problem (ADER) methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-18">
     [18]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-25">
     [25]
    </xref>, and others.</p>
   <p>The ADER family includes fully discrete, one-step methods with arbitrary spatial and temporal accuracy, designed for solving HCLs and hyperbolic equations with source terms. These methods are a generalization of the Godunov method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-26">
     [26]
    </xref> and operate within the framework of finite volumes and discontinuous Galerkin methods <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-27">
     [27]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-28">
     [28]
    </xref>. The initial publication of ADER methods was in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-18">
     [18]
    </xref>, which addressed linear problems on Cartesian meshes. Subsequently, in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-19">
     [19]
    </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-24">
     [24]
    </xref>, they were expanded to encompass non-linear problems. In their paper <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
     [23]
    </xref>, Toro and Titarev introduced a new version of the ADER approach for HCLs titled the flux expansion version of ADER, as opposed to its predecessor, the state expansion version of ADER <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-20">
     [20]
    </xref> (for HCLs). Furthermore, they propose the substitution of the first-order upwind Godunov flux <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-26">
     [26]
    </xref> with the second-order upwind TVD flux of the Weighted Average Flux (WAF) method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
     [3]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
     [4]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-29">
     [29]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-30">
     [30]
    </xref>, resulting in the development of a TVD variant of ADER methods. The scheme is referred to as the ADER-WAF scheme. Additional advancements of ADER schemes are also documented in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-25">
     [25]
    </xref>.</p>
   <p>The present study employs the flux expansion version of the ADER-WAF scheme of Toro and Titarev <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
     [23]
    </xref>, which operates within the framework of finite volume methods. To develop ADER-WAF schemes of arbitrary spatial and temporal accuracy 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math>, the authors in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
     [23]
    </xref> formulate and solve (approximately) a Generalised Riemann Problem (GRP) with ICs comprising two polynomials of degree 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> separated by a discontinuity. The initial phase of the methodology entails piecewise polynomial data reconstruction, utilising nonlinear ENO or WENO reconstruction procedures to reduce or eliminate spurious oscillations near discontinuities and steep gradients of the solution. Following the reconstruction step, a GRP is formed at each cell interface. In the second phase of the methodology for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math>-th order accuracy, the challenge of addressing the GRP is simplified to solving a series of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> conventional RPs: one nonlinear RP for the ICs and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> linear RPs for the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ν 
     </mi> 
    </math>-th order spatial derivatives of the ICs, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Further details are provided in Section 3.4. It is noted that for the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math>-th order accurate scheme (in both time and space), the reconstruction polynomials must be of degree 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The current paper employed the characteristic-wise finite volume WENO procedure <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
     [31]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-32">
     [32]
    </xref> for the reconstruction step, with the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math>-th order ADER-WAF scheme referred to as ADERk-WAF. Unless otherwise specified, the term “ADERk-WAF” implies that 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       k 
     </mi> 
    </math> is equal to 2, 3, 4, or 5.</p>
   <p>Linear ADER methods utilized for the linear advection equation with constant coefficient have the stability criterion 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        ≤ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-18">
     [18]
    </xref>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> denotes the Courant-Friedrichs-Lewy (CFL) coefficient. This is also the case for the ADER-WAF schemes, as stated in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
     [23]
    </xref>. Additional information concerning the analysis of ADER and ADER-WAF schemes is available in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-33">
     [33]
    </xref>, which investigates the stability properties and truncation errors of the finite volume ADER and ADER-WAF schemes on structured meshes, applied to the linear advection equation with constant coefficients in one, two, and three spatial dimensions. On the other hand, the CFL coefficient is typically applied empirically to nonlinear systems. For the experiments conducted by the authors in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-20">
     [20]
    </xref> and <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
     [23]
    </xref>, the CFL coefficient was set at 0.95 for the ADER and ADER-WAF schemes.</p>
   <p>The present research investigates the numerical behaviour of the ADER-WAF schemes as applied to RPs for the 1D SWEs. We have noted that employing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.95 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for the problems discussed in this study results in spurious oscillations in the numerical solution in certain instances. Regrettably, these oscillations persist despite the refinement of the mesh. We observed that decreasing the CFL coefficient diminishes or eliminates the artificial oscillations. The main objective of this study is to determine the range of the CFL coefficient for each problem that produces solutions with decreased or entirely eliminated oscillations. The second objective of this work is to outline the procedure for applying the ADER-WAF method for the SWEs while providing the required equations to facilitate its coding.</p>
   <p>The manuscript is organized as follows. In Section 2, we present the mathematical elements required to describe the SWEs, as well as the terminology and basic notation that will be used throughout the paper. In Section 3, we describe the finite volume discretization and provide the ADERk-WAF procedure. In Section 4, we assess the numerical efficiency of the ADERk-WAF method employing two distinct CFL coefficient values for solving RPs of SWEs. Concluding remarks are given in Section 5. In an effort to guarantee the comprehensiveness of this investigation, we have introduced supplementary information in the Appendices, some of which, to our knowledge, are not available in literature.</p>
   <p>Throughout this paper, vectors and matrices are represented using bold face letters, while scalars are represented using plain letters. All vector-related operations are carried out component-wise.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. General Background and Notation</title>
   <sec id="s2_1">
    <title>2.1. Governing Equations</title>
    <p>The 1D SWEs are derived by supposing an incompressible fluid within a channel of unit width, characterized by negligible vertical velocity and nearly constant horizontal velocity throughout any cross-section of the channel. This assumption holds true when examining small-amplitude waves in a fluid that is comparatively shallow relative to its wavelength (see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-5">
      [5]
     </xref>). In differential form, the conservative formulation of the homogeneous 1D SWEs is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(2)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the vectors of conserved variables and fluxes, given respectively by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                f 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <msup> 
              <mi>
                h 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(3)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, are conserved variables, while 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are primitive variables. These variables are functions of space 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. Equations (2), (3) express the physical laws of conservation of mass and momentum, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        h 
      </mi> 
     </math> representing water depth, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        u 
      </mi> 
     </math> indicating the fluid’s horizontal velocity, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        g 
      </mi> 
     </math> signifying the gravitational constant. In our computations, the gravitational constant is set as 9.81 m/s<sup>2</sup>.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_2">
    <title>2.2. Eigen Structure of the System</title>
    <p>A different formulation for the SWEs (2)-(3) in quasi-linear form is possible for a smooth solution</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where the coefficient matrix 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the Jacobian matrix</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            A 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mo>
             ∂ 
           </mo> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mtable> 
            <mtr> 
             <mtd> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
                 </mo> 
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                    f 
                  </mi> 
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                    1 
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                </mrow> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mo>
                   ∂ 
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                    1 
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                   ∂ 
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                    1 
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                  / 
                </mo> 
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                   ∂ 
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                    2 
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            </mtr> 
            <mtr> 
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                   ∂ 
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                   ∂ 
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                    1 
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            ] 
          </mo> 
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         <mo>
           = 
         </mo> 
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          <mo>
            [ 
          </mo> 
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            <mtr> 
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                 − 
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                    ( 
                  </mo> 
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                        u 
                      </mi> 
                      <mn>
                        2 
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                        u 
                      </mi> 
                      <mn>
                        1 
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                    </mrow> 
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                  <mo>
                    ) 
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                 + 
               </mo> 
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                  u 
                </mi> 
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                    1 
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               </mfrac> 
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          </mo> 
         </mrow> 
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       </mtr> 
       <mtr> 
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         </mo> 
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            [ 
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            <mtr> 
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                 − 
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                 + 
               </mo> 
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                 g 
               </mi> 
               <mi>
                 h 
               </mi> 
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               </mn> 
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                 u 
               </mi> 
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            ] 
          </mo> 
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           = 
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            <mtr> 
             <mtd> 
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                 − 
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                 + 
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           </mtable> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(4)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math> represents the celerity. The eigenvalues of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(5)</p>
    <p>with the corresponding right eigenvectors</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                λ 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(6)</p>
    <p>The matrix with columns that are eigenvectors (6) is represented as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               c 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(7)</p>
    <p>Then, the rows of the subsequent matrix</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 c 
               </mi> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(8)</p>
    <p>are left eigenvectors of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The SWEs (2)-(3) are hyperbolic, and when the celerity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        c 
      </mi> 
     </math> stays positive, the equations are strictly hyperbolic <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref>.</p>
   </sec>
   <sec id="s2_3">
    <title>2.3. The Riemann Problem for the SWEs</title>
    <p>The following notations agree with the ones found in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
      [3]
     </xref>. The RP for (2)-(3) is the initial value problem for (2)-(3) with ICs</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ⊤ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  [ 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     2 
                   </mn> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ] 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ⊤ 
              </mo> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(9)</p>
    <p>and is indicated by the notation RP ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>). The subscripts L and R denote the left and right states, respectively, of the piecewise constant data exhibiting a singular jump discontinuity at a specific point, namely 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. The initial value problem (2), (3), (9) can be solved exactly.</p>
    <p>The solution is a similar solution, meaning it is a function only dependent on the ratio 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. Two waves, each associated with an eigenvalue 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, divide the solution into three constant states. The waves emanate from the initial discontinuity with constant velocities. The solution to the left of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-wave corresponds to the initial data 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, while the solution to the right of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-wave corresponds to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. The area enclosed by the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> waves is usually referred to as the Star Region, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> symbolising the solution inside that domain.</p>
    <p>Two distinct kinds of waves exist: shock waves and rarefaction waves. From this point forward, shock waves and rarefaction waves will be termed as shocks and rarefactions, respectively. There are four possible wave formations which are depicted in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
      Figure 1
     </xref>. At any given time moment, the solution varies continuously with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> through rarefactions, while it exhibits discontinuous jumps through shocks.</p>
    <p>When solving the RP (2), (3), (9), the velocities of the head and tail of a left or right rarefaction will be denoted as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, correspondingly. Whereas the velocities of a left or right shock will be designated as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. The formulas required to calculate these velocities are provided in</p>
    <fig id="fig1" position="float">
     <label>Figure 1</label>
     <caption>
      <title>Figure 1. Potential wave patterns in the solution of the RP for the 1D SWE: (a) left rarefaction, right shock (b) left shock, right rarefaction (c) left rarefaction, right rarefaction (d) left shock, right shock.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId150.jpeg?20250126044518" />
    </fig>
    <p>
     <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref>. The solution within the left or right rarefaction, represented as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, respectively, when rarefactions are present, can be obtained by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               9 
             </mn> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  L 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    L 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               27 
             </mn> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(10)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               9 
             </mn> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </msub> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mi>
                  R 
                </mi> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    c 
                  </mi> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mi>
                    R 
                  </mi> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mi>
                   S 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mn>
               27 
             </mn> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(11)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             K 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. Refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-6">
      [6]
     </xref> for detailed information concerning the RP solutions. The exact solution to the RP for SWEs can be found in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-5">
      [5]
     </xref>.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. ADER-WAF Scheme</title>
   <p>Three crucial subjects must be covered before outlining the ADER-WAF scheme: the formulation of finite volume methods for HCLs, the determination of the time step 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and the reconstruction procedure.</p>
   <sec id="s3_1">
    <title>3.1. The Finite Volume Framework</title>
    <p>Consider the 1D HCLs (1). The computational domain is discretized into grid cells, or finite volumes 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. In the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> plane, assume a control volume 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         V 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with dimensions 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>In essence, two options exist for discretizing (1). One approach is to formulate entirely discrete one-step schemes, while the alternative is to maintain the continuity of the time variable 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math> and contemplate semi-discrete schemes. The former approach is employed to develop the ADER schemes.</p>
    <p>(1) is integrated over volume 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        V 
      </mi> 
     </math> with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, producing the exact relation</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              F 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mo>
              , 
            </mo> 
            <msup> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
            </msup> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>(12)</p>
    <p>represents the spatial-integral average of the solution 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </math> in the cell 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> at time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, commonly known as the cell average, and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>(13)</p>
    <p>denotes the time-integral average of the physical flux at the cell interface 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. By providing specific approximations 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> to the integrals 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, respectively, in (12) and (13), one can construct a specific finite volume method. The conservative finite volume numerical scheme is expressed as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              f 
            </mi> 
            <mo>
              ^ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(14)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is referred to as the numerical flux. The numerical flux at the cell interface 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is defined as a monotone function of two values,</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          H 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(15)</p>
    <p>which are referred to as the left and right boundary extrapolated values denoted as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. These extrapolated values 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are approximations to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> from the left and right, respectively. They are derived from cell averages via a high-order polynomial reconstruction that is essentially non-oscillatory.</p>
    <p>The evaluation of the cell averages 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> at the initial time 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> should be conducted using the exact integration (12) of the suitable ICs, that is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(16)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> are the ICs.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_2">
    <title>3.2. Time Step</title>
    <p>The following condition is implemented for the calculation of the time step 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             max 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(17)</p>
    <p>where 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> denotes the spatial step and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> indicates the maximum wave velocity present in the domain at time level 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The calculation of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> in the present research is carried out using the formula</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           max 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </munder> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mi>
              L 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              S 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mi>
              R 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            | 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(18)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> represent the wave velocities of the left and right nonlinear waves, respectively, in the solution of the RP( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>), as determined by a Riemann solver. The velocity of the head is selected for rarefactions, whereas the shock velocity is selected for shocks. Consult <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
      [3]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref> for additional information on the computation of time steps and Riemann solvers.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_3">
    <title>3.3. The Reconstruction Procedure</title>
    <p>For an in-depth comprehension of the subsequent subjects, refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
      [31]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-32">
      [32]
     </xref>. Based on the cell averages 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of a piecewise smooth function 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, specify 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>) reconstruction polynomials 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> over the stencils 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           ⋯ 
         </mo> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, of degree at most 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> at each cell 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> that fulfil the following criterion</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="inline"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Subsequently, a convex combination of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> reconstruction polynomials 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is utilized to obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>-th order approximations of the extrapolated values 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          ± 
        </mo> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> as per</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mo>
         ⇒ 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where the coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are commonly known as nonlinear weights, with their computation detailed in Procedure 1.</p>
    <p>Following that, put them into a numerical flux 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ^ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> to construct a scheme that corresponds to (14) in the scalar case.</p>
    <p>For illustration purposes, when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, each cell 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> provides three reconstruction quadratic polynomials, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, over the stencils 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            I 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          } 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. These polynomials must meet the following criteria</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              I 
            </mi> 
            <mi>
              j 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             ξ 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ξ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The extrapolated values are then acquired by</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mo>
           ˜ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mi>
          p 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>A key component of the WENO reconstruction procedure is the calculation of what are typically referred to as smoothness indicators. Represented as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, these indicators are defined as <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-16">
      [16]
     </xref></p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mrow> 
          <mtext>
            Δ 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mi>
              l 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mtext>
                d 
              </mtext> 
              <mi>
                l 
              </mi> 
             </msup> 
             <msubsup> 
              <mi>
                p 
              </mi> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   k 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   s 
                 </mi> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mtext>
               d 
             </mtext> 
             <msup> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mi>
                l 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msup> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(19)</p>
    <p>They are expressly located in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
      [31]
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
      [17]
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Additionally, they can be found in Appendix A.</p>
    <p>The reconstruction for systems can be carried out by applying the WENO reconstruction procedure to each distinct component of the vector 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
     </math>. Nonetheless, spurious oscillations may arise from the component-wise WENO reconstruction. The reconstruction is performed utilising local characteristic variables to avoid this issue. The characteristic reconstruction procedure involves the initial transformation of conservative variables into characteristic variables, succeeded by the implementation of the WENO reconstruction technique on each component of these variables. The final values are obtained by reverting to conservative variables. This study employs reconstruction in local characteristic variables.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_4">
    <title>3.4. An Overview of the Scheme</title>
    <p>This section provides a concise overview of the ADER-WAF scheme developed by Toro and Titarev <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
      [23]
     </xref>. Procedure 1 contains the comprehensive calculations. For a deeper understanding, refer to <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
      [23]
     </xref> and its accompanying references. In the following, we employ the convention 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> to any quantity 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>As previously stated, there are two variations of the ADER methods: the flux expansion and the state expansion. In this study, we utilized the flux expansion approach.</p>
    <p>In <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
      [23]
     </xref>, the authors formulate the Taylor series expansion in time of the physical flux at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, specifically</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mo>
           ! 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mo>
         : 
       </mo> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <munder> 
        <mrow> 
         <mtext>
           lim 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           → 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </munder> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>The numerical flux is determined by the combination of the aforementioned equation and (13)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ν 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ! 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(20)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are approximations to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. Therefore, to compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, it is required to evaluate 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The calculation of the leading term 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> involves the solution of the (nonlinear) RP</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               = 
             </mo> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 p 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               . 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(21)</p>
    <p>The values represented as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> correspond to the values of the reconstruction polynomials 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> of degree 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in cells 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, respectively.</p>
    <p>To obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the following procedure is applied:</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
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          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
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          </mstyle> 
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           <mi>
             i 
           </mi> 
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             + 
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            </mn> 
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          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
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            </mn> 
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              ) 
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           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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          ∂ 
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          x 
        </mi> 
       </msub> 
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        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
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          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
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         </msubsup> 
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            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
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         = 
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    <p>
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        </mi> 
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        </mi> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
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          ( 
        </mo> 
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           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
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          ) 
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       </mrow> 
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         = 
       </mo> 
       <mrow> 
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          { 
        </mo> 
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                </mo> 
               </mrow> 
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             </msubsup> 
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               = 
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                ( 
              </mo> 
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                   i 
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                   + 
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                ) 
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             </mtext> 
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             </mtext> 
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             </mtext> 
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             </mtext> 
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               x 
             </mi> 
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               &lt; 
             </mo> 
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                x 
              </mi> 
              <mrow> 
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               , 
             </mo> 
            </mrow> 
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          </mtr> 
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           <mtd columnalign="left"> 
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                </mo> 
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                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
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             </msubsup> 
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               = 
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              </mrow> 
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                ) 
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             </mtext> 
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               x 
             </mi> 
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               &gt; 
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              <mi>
                x 
              </mi> 
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                 + 
               </mo> 
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               , 
             </mo> 
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           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
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      </mrow> 
     </math>(22)</p>
    <p>where 
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           + 
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          ( 
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             i 
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             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is the Jacobian matrix provided in (4), evaluated at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, with the computation of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> contingent upon the solution of the RP (21). The values 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are obtained by taking the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ν 
      </mi> 
     </math>-th derivative of the WENO reconstruction polynomials 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in (21) with respect to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math>, and then evaluating them at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. The reconstruction polynomials 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and all of their derivatives are subject to the same weights and smoothness indicators, as recommended in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-20">
      [20]
     </xref>.</p>
    <p>As stated previously, the implementation of the ADER-WAF scheme requires the solution to the linear RP. Hence, we provide the solution in the subsequent proposition.</p>
    <p>Proposition 1. Consider the strictly hyperbolic system of PDEs with constant coefficients</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                x 
              </mi> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(23)</p>
    <p>where</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msup> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mfrac> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mover accent="true"> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ¯ 
                     </mo> 
                    </mover> 
                    <mn>
                      2 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                  <mrow> 
                   <msub> 
                    <mover accent="true"> 
                     <mi>
                       u 
                     </mi> 
                     <mo>
                       ¯ 
                     </mo> 
                    </mover> 
                    <mn>
                      1 
                    </mn> 
                   </msub> 
                  </mrow> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msup> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mi>
               g 
             </mi> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   u 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
               </msub> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          K 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 K 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         K 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         R 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(24)</p>
    <p>The exact solution of the RP (23)-(24) at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   x 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    x 
                  </mi> 
                  <mn>
                    0 
                  </mn> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                / 
              </mo> 
              <mi>
                t 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are the eigenvalues of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
      </mstyle> 
     </math> provided in (5) and</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                [ 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mover accent="true"> 
                 <mi>
                   λ 
                 </mi> 
                 <mo>
                   ¯ 
                 </mo> 
                </mover> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </msub> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mrow> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mi>
                     L 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <msub> 
                  <mi>
                    u 
                  </mi> 
                  <mrow> 
                   <mn>
                     1 
                   </mn> 
                   <mi>
                     R 
                   </mi> 
                  </mrow> 
                 </msub> 
                </mrow> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   2 
                 </mn> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ] 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ¯ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Proof. For information regarding the solution’s structure, refer to Section 2.3. Given that the eigenvectors 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> (provided in (6)) are linearly independent, we can express the data 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> as linear combinations of the set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, as follows</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(25)</p>
    <p>The first equation in (25) yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr> 
           <mtd> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Solving for the unknown coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, we get</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             L 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Likewise, by employing the second equation in (25) and solving for the coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, we acquire</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             λ 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>It is established (see e.g. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
      [3]
     </xref>) that the solution, represented as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, within the star region bounded by the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> waves, i.e. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            R 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>Thus, subsequent to a series of algebraic operations, we derive</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ¯ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msubsup> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               λ 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mover accent="true"> 
               <mi>
                 λ 
               </mi> 
               <mo>
                 ¯ 
               </mo> 
              </mover> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mi>
                   L 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <msub> 
                <mi>
                  u 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mn>
                   1 
                 </mn> 
                 <mi>
                   R 
                 </mi> 
                </mrow> 
               </msub> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mover accent="true"> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mo>
             ¯ 
           </mo> 
          </mover> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mover accent="true"> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mo>
              ¯ 
            </mo> 
           </mover> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               R 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           . 
         </mo> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math></p>
    <p>The solution to the left of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-wave, namely when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, whereas the solution to the right of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>-wave, namely when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         &gt; 
       </mo> 
       <msub> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           λ 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, is 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s3_5">
    <title>3.5. The Procedure of the Scheme</title>
    <p>The spatial domain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is discretized into 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        M 
      </mi> 
     </math> computing cells 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          I 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with a dimension of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mi>
          M 
        </mi> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Procedure 1. ADERk-WAF Scheme, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>Step 1. Initial conditions.</u></p>
    <p>1.1. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> set the ICs using (16).</p>
    <p>1.2. Use the cell averages 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
       <mo>
         ≥ 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, as input.</p>
    <p><u>Step 2. Boundary Conditions (BCs).</u></p>
    <p>BCs are implemented through the application of the periodicity condition. Whenever necessary, we positioned 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> fictitious cells adjacent to each boundary. For the left boundary, the fictitious cells are denoted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math> and for the right boundary they are denoted by 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>. Then for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> apply</p>
    <p>
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Left BCs 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Right BCs 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p><u>Step 3. Computation of time step.</u></p>
    <p>3.1. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> transform the vector of conserved variables 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> to the vector of primitive variables 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>3.2. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> solve RP ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>), utilising an exact Riemann solver <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref>, to compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           max 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> using (18) and then calculate 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> according to (17).</p>
    <p><u>Step 4. Computation of the numerical flux.</u></p>
    <p>4.1. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, do:</p>
    <p><u>Transformation into characteristic variables</u></p>
    <p>4.1.1. Utilise (7) and (8) to calculate 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mo>
            ˜ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mover accent="true"> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mo>
         ˜ 
       </mo> 
      </mover> 
     </math> denote the Roe average <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-35">
      [35]
     </xref> between 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> which are defined as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msqrt> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </msqrt> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mover accent="true"> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mo>
          ˜ 
        </mo> 
       </mover> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              c 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msqrt> 
        <mrow> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <msub> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </msqrt> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>4.1.2. Transform into characteristic variables using</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         . 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p><u>4.1.3.</u><u> Estimation of the left extrapolated values </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math><u>,</u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math><u>.</u></p>
    <p>4.1.3.1. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, employing (29)-(32) for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> respectively.</p>
    <p>4.1.3.2. Compute 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϵ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The constant 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ϵ 
      </mi> 
     </math> is introduced to prevent the denominator from becoming zero. For the ADERk-WAF scheme, we take 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϵ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           24 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
      [23]
     </xref>. The values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be located in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
      [31]
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
      [17]
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Table A6 of Appendix B contain them, as well. In the literature, the coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          d 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are commonly referred to as ideal, optimal, or linear weights.</p>
    <p>4.1.3.3. Compute 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, calculate</p>
    <p>4.1.3.4. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>4.1.3.5. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are provided in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
      [31]
     </xref> and in Table A1 of Appendix B. Tables A2-A5 in Appendix B provide the coefficients 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>4.1.4.</u><u> Estimation of the right extrapolated values </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math><u>,</u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math><u>.</u></p>
    <p>4.1.4.1. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          β 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            V 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, employing (29)-(32) for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> respectively.</p>
    <p>4.1.4.2. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            d 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               ϵ 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                β 
              </mi> 
              <mi>
                s 
              </mi> 
              <mi>
                k 
              </mi> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>4.1.4.3. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             = 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, calculate</p>
    <p>4.1.4.4. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           p 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            j 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             k 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             V 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             s 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         s 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p>4.1.4.5. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle displaystyle="true"> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mo>
            = 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             p 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               k 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               s 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>Transformation back into conservative variables</u></p>
    <p>4.1.5. Calculate 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           V 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, and store the values 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>Conversion to primitive variables</u></p>
    <p>4.1.6. Compute 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ± 
               </mo> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
            <mo>
              / 
            </mo> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mn>
                  0 
                </mn> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
               <mo>
                 ± 
               </mo> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              h 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               ± 
             </mo> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>Solution of the nonlinear RP (21)</u></p>
    <p>4.1.7. Solve the RP ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           P 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>) utilising a Harten, Lax and van Leer (HLL) Riemann solver <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-36">
      [36]
     </xref> and store the subsequent values</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msubsup> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
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         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
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        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
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          * 
        </mtext> 
       </msup> 
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         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
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         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
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         − 
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            F 
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          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
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          * 
        </mtext> 
       </msup> 
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         , 
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    <p>
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          S 
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        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
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           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
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           i 
         </mi> 
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           + 
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         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
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           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
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           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
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         <mfrac> 
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         </mfrac> 
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          − 
        </mo> 
       </msubsup> 
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         + 
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       <msubsup> 
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           F 
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           i 
         </mi> 
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         <mfrac> 
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         </mfrac> 
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          + 
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         , 
       </mo> 
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       </mtext> 
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       </mtext> 
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          S 
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           i 
         </mi> 
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           + 
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         <mfrac> 
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            ( 
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          <mn>
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           − 
         </mo> 
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           i 
         </mi> 
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           + 
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            ( 
          </mo> 
          <mn>
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
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         , 
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           i 
         </mi> 
         <mo>
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            ( 
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          <mo>
            ( 
          </mo> 
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         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
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         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
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           i 
         </mi> 
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         <mfrac> 
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           − 
         </mo> 
        </mrow> 
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         , 
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         = 
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           i 
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           + 
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            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
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           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
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      </mrow> 
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        </mstyle> 
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           i 
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             i 
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             − 
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     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               h 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <msup> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mo>
               ^ 
             </mo> 
            </mover> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mn>
                0 
              </mn> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The values 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> are estimates of the exact solutions for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mtext>
            * 
          </mtext> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in the star region, respectively. The two-rarefaction Riemann solver <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref> is employed to calculate 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mo>
           ^ 
         </mo> 
        </mover> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> are estimated from the HLL Riemann solver.</p>
    <p>End do</p>
    <p><u>Computation of </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math><u> in (22) and solution of the linear RP (22)</u></p>
    <p>4.2. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, do:</p>
    <p><u>Computation of </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, calculate and store</p>
    <p>4.2.1. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Δ 
               </mtext> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mo>
                   − 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    ν 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Δ 
               </mtext> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    ν 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msubsup> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  ν 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               &gt; 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mfrac> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Δ 
               </mtext> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    3 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    ν 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mtext>
                 Δ 
               </mtext> 
               <msubsup> 
                <mi>
                  h 
                </mi> 
                <mrow> 
                 <mi>
                   j 
                 </mi> 
                 <mo>
                   , 
                 </mo> 
                 <mi>
                   i 
                 </mi> 
                 <mo>
                   + 
                 </mo> 
                 <mfrac> 
                  <mn>
                    1 
                  </mn> 
                  <mn>
                    2 
                  </mn> 
                 </mfrac> 
                </mrow> 
                <mrow> 
                 <mrow> 
                  <mo>
                    ( 
                  </mo> 
                  <mi>
                    ν 
                  </mi> 
                  <mo>
                    ) 
                  </mo> 
                 </mrow> 
                </mrow> 
               </msubsup> 
              </mrow> 
             </mfrac> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msubsup> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 j 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 i 
               </mi> 
               <mo>
                 + 
               </mo> 
               <mfrac> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
               </mfrac> 
              </mrow> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mo>
                  ( 
                </mo> 
                <mi>
                  ν 
                </mi> 
                <mo>
                  ) 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
             </msubsup> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>(26)</p>
    <p>4.2.2. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         sign 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math>(27)</p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> is a WAF limiter function that corresponds to the well-known flux limiter SUPERBEE of Roe <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-37">
      [37]
     </xref> and is defined as</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ϕ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           r 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           c 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mfrac> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </mfrac> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mo>
                 − 
               </mo> 
               <mrow> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
                <mi>
                  c 
                </mi> 
                <mo>
                  | 
                </mo> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
              <mi>
                c 
              </mi> 
              <mo>
                | 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               r 
             </mi> 
             <mo>
               ≥ 
             </mo> 
             <mn>
               2. 
             </mn> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>(28)</p>
    <p><u>Solution of the linear RP (22)</u></p>
    <p>4.2.3. Compute the value of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, which is the Jacobian matrix 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          A 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> provided in (4) and evaluated at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, as obtained from (27).</p>
    <p>4.2.4. Solve the linear 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mtext>
           RP 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         RP 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             U 
           </mi> 
          </mstyle> 
          <mrow> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> using Proposition 1 with</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                ν 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mtext>
               * 
             </mtext> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>and maintain the subsequent values for each 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ν 
      </mi> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          c 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> are the eigenvalues of the matrix 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           A 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> (the same for all 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        ν 
      </mi> 
     </math>), 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ± 
         </mo> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           * 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>. Based on linear theory, the eigenvalues 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          λ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, respectively, are the speeds of the left and right linear waves present in the solution of the linear 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mtext>
           RP 
         </mtext> 
        </mrow> 
        <mi>
          ν 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> (see, e.g., <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-3">
      [3]
     </xref>).</p>
    <p>End do</p>
    <p><u>Computation of </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math><u>,</u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math><u>,</u><u> and </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math><u> in (20)</u></p>
    <p>4.3. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>, do:</p>
    <p><u>Computation of </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>4.3.1. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> using (26),</p>
    <p>4.3.2. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <munderover> 
        <mstyle mathsize="140%" displaystyle="true"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </munderover> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         sign 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          ϕ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msubsup> 
          <mi>
            r 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <msubsup> 
          <mi>
            c 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mfrac> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mn>
              0 
            </mn> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>,</p>
    <p><u>Computation of </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math><u>,</u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>4.3.3. Compute 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> applying (27).</p>
    <p>4.3.4. Perform the following operations in the specified sequence, depending on the value of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math>. It should be mentioned that the subsequent quantity is determined by considering the preceding ones.</p>
    <p>4.3.4.1. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, then produce 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> using (33) and (43), respectively. Set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> after conducting the calculations.</p>
    <p>4.3.4.2. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         3 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, assign 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. Then, apply (34), (35), and (44) to derive 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math>, respectively. Set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> following the calculations.</p>
    <p>4.3.4.3. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and setting 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, we can calculate 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> employing (36)-(38), and (45), respectively. Upon performing computations, assign 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>4.3.4.4. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, set 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> and subsequently determine 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
      </mrow> 
     </math> utilising (39)-(42), and (46), respectively. After completing the calculations, put 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            4 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>Computation of </u> 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>4.3.5. Finally, derive and store 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mover accent="true"> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mo>
            ^ 
          </mo> 
         </mover> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         + 
       </mo> 
       <munderover> 
        <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
         <mo>
           ∑ 
         </mo> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </munderover> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mtext>
               Δ 
             </mtext> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
         </msup> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mi>
             ν 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           ! 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
         <mi>
           F 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>End do</p>
    <p><u>Step 5. Updating of solution and advancing to the next time level.</u></p>
    <p><u>Updating of solution</u></p>
    <p>5.1. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mo>
         ⋯ 
       </mo> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> apply the conservative equation (14) to update the conserved variables and obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p><u>Advancing to the next time level</u></p>
    <p>5.2. Utilising 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            { 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               n 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
          <mo>
            } 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mi>
           M 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> as initial values, proceed to Step 1.2 to advance to the next time level.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Numerical Results</title>
   <p>This section compares the numerical performance of the ADER-WAF scheme applied to test problems employing two different values of the CFL coefficient. We established one at 0.95, as referenced in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
     [23]
    </xref>, and determined the other value subsequent to conducting numerical experiments. The test problems are RPs for the 1D SWEs, and each one corresponds to a certain wave pattern, which is depicted in <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>.</p>
   <p>Tests 1 and 2 were obtained from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
     [4]
    </xref>, while Test 3 came from <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-5">
     [5]
    </xref>. To complete the four wave patterns, we developed Test 4. To normalise the given spatial domain in the original Tests 1, 2, and 3 to the interval [0, 1], we transformed the initial discontinuity’s location and the output time. For each test problem, the interval [0, 1] is discretised by using M = 100, 200, 400, and 800 cells. The exact solutions to the test problems are obtained by the use of an exact Riemann solver.</p>
   <p>In order to quantify the magnitude of the error 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       E 
     </mi> 
    </math>, we utilized the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> norm <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-5">
     [5]
    </xref></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mi>
           E 
         </mi> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        Δ 
      </mtext> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <munderover> 
       <mstyle displaystyle="true" mathsize="140%"> 
        <mo>
          ∑ 
        </mo> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
      </munderover> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mover accent="true"> 
             <mi>
               U 
             </mi> 
             <mo>
               ¯ 
             </mo> 
            </mover> 
           </mstyle> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msubsup> 
           <mstyle mathsize="normal" mathvariant="bold"> 
            <mi>
              U 
            </mi> 
           </mstyle> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mi>
             n 
           </mi> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Here, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is the cell average of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> over the interval 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         I 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> at time 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is an approximation to the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mover accent="true"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
         <mo>
           ¯ 
         </mo> 
        </mover> 
       </mstyle> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mi>
         n 
       </mi> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> provided by the numerical method, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msup> 
           <mrow> 
            <mrow> 
             <mo>
               [ 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <mo>
                , 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ] 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ⊤ 
           </mo> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ‖ 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mo>
         | 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> vector norm on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ℝ 
       </mi> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>The CFL coefficient utilized for each ADERk-WAF scheme was determined from our numerical experiments. We implemented an investigation that employed the values of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.04 
      </mn> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        0.01 
      </mn> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        91 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for each Test. The decision for the selection of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> values was based on the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> norm error and numerical oscillation. To compare the performance of the ADERk-WAF scheme between the two CFL coefficient values, we provide for each test graphs for either the water depth or the velocity and tabulate the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> norm error of cell averages of the solution for both CFL coefficient values. We also employ the notation 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        c 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mi>
        ℝ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, indicating the range from 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       a 
     </mi> 
    </math> to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       c 
     </mi> 
    </math> in increments of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       b 
     </mi> 
    </math>. As an illustration, the values 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mn>
        0. 
      </mn> 
      <mtext>
        21 
      </mtext> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mn>
        0.0 
      </mn> 
      <mtext>
        1 
      </mtext> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        9 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, are implied by the notation 0.21:0.01:0.30.</p>
   <sec id="s4_1">
    <title>4.1. Computer-Related Issues</title>
    <p>It is essential to provide some observations concerning computer-related issues. The first is about the solution to the RP (2), (3), (9). In particular, in order to obtain 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> in the star region, it is necessary to solve an algebraic nonlinear equation. To the best of our knowledge, no closed-form solution exists for this equation. Thus, we employ the Newton-Raphson iteration method <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-38">
      [38]
     </xref> to numerically solve the equation to a tolerance of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mn>
           10 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           6 
         </mn> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The second pertains to the cessation of the algorithms’ procedures upon attaining the specified output time, denoted as 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. The algorithm stops whenever 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mstyle displaystyle="true"> 
          <msubsup> 
           <mo>
             ∑ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mi>
              n 
            </mi> 
            <mo>
              = 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
           <mi>
             m 
           </mi> 
          </msubsup> 
          <mrow> 
           <mtext>
             Δ 
           </mtext> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mi>
                n 
              </mi> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
            </mrow> 
           </msup> 
          </mrow> 
         </mstyle> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msub> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             o 
           </mi> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> for some 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        m 
      </mi> 
     </math>, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            n 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math> represents the time step at time level 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          n 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The third issue pertains to the computation of the ratios 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mi>
          r 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </mfrac> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
      </mrow> 
     </math> in (26), specifically when the denominator is of small magnitude. Following <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-23">
      [23]
     </xref>, we set</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <msubsup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           i 
         </mi> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           l 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </msubsup> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         ⋅ 
       </mo> 
       <mtext>
         sign 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mtext>
         if 
       </mtext> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtext>
           Δ 
         </mtext> 
         <msubsup> 
          <mi>
            h 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             j 
           </mi> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             l 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mi>
              ν 
            </mi> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </msubsup> 
        </mrow> 
        <mo>
          | 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≤ 
       </mo> 
       <mi>
         T 
       </mi> 
       <mi>
         O 
       </mi> 
       <mi>
         L 
       </mi> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         l 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         ± 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         j 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         2. 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math></p>
   </sec>
   <sec id="s4_2">
    <title>4.2. Test 1: Left Rarefaction and Right Shock</title>
    <p>Consider the RP (2), (3), (9) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             2.5 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.2 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The numerical solution is computed at the output time of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.14 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (the original test <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref> had 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           50 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         10 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         7 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>). The initial data of this test generate a right shock and a left rarefaction. <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref>, left, depicts the structure of the solution to the RP in the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> plane. The exact solution is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.2 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         0.632092 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         1.415611 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         4.620578 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.611638 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             2.364063 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is determined by (10).</p>
    <p>Upon examination of the exact solution, it is obvious that, when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.8 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         0.173 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the solution has a rich structure consisting of four distinct states that can be defined by smooth regions, derivative discontinuities (the corners at the endpoints of the rarefaction), and a jump discontinuity (shock). The numerical results indicate that the main difficulty encountered by the ADERk-WAF scheme in this test is effectively handling the corner at the tail of the rarefaction. Spurious oscillations near the shock and within the constant area between the two waves (which resemble a sinusoidal wave in the numerical solution) provide a challenge; however, they can be mitigated by decreasing the CFL coefficient value.</p>
    <p>Our numerical experiments, not included herein, demonstrated that employing the values 0.36:0.01:0.42 for the CFL coefficient in ADER2-WAF and ADER3-WAF, and 0.37:0.01:0.42 in ADER4-WAF and ADER5-WAF, effectively prevents numerical oscillation (to the eyes) in the aforementioned areas. These CFL coefficient values are valid for spatial step sizes of up to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.00125 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Employing a larger or smaller spatial step size may expand or contract the range of the CFL coefficient values, respectively. We selected a uniform value of 0.37 for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in ADERk-WAF, without implying that it is the optimal choice for each ADERk-WAF individually.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 2">
      Figures 2
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f9">
      9
     </xref> present the computed water depth 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> against the solution obtained with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The calculated water depth is plotted at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.14 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (<xref ref-type="fig" rid="figFigures 2">
      Figures 2
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f5">
      5
     </xref>) and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (<xref ref-type="fig" rid="figFigures 6">
      Figures 6
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f9">
      9
     </xref>). The 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> norm error of cell averages for both CFL coefficient values is tabulated in <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 2">
      Figures 2
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f9">
      9
     </xref> demonstrate that the ADERk-WAF exhibits superior performance with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, particularly in the constant region between the two waves (star region) and in proximity to the jump discontinuity. The shock is captured without numerical oscillation, unlike the case with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, which exhibits overshoot accompanied by spurious oscillations. Additionally, observe the significant reduction and/or elimination of numerical oscillations in the star region that results from the application of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. It is also worth noticing that for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the ADER2-WAF avoids the initiation of oscillations in the star region (<xref ref-type="fig" rid="fig6(c)">
      Figure 6(c)
     </xref>) that commence with ADER3-WAF (<xref ref-type="fig" rid="fig7(c)">
      Figure 7(c)
     </xref>) and become more severe with ADER4-WAF and ADER5-WAF, ultimately resembling a sinusoidal wave (<xref ref-type="fig" rid="fig8(c)">
      Figure 8(c)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig9(c)">
      Figure 9(c)
     </xref>).</p>
    <p>The resolution of the rarefaction is slightly improved with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; however, it is also satisfactory with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The tail of the rarefaction exhibits a more accurate approximation at its corner when utilising 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, in contrast to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, with the exception of ADER4-WAF (<xref ref-type="fig" rid="fig4(b)">
      Figure 4(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig8(b)">
      Figure 8(b)
     </xref>). Regrettably, fluctuations accompanying the rarefaction’s tail are inevitable. Nevertheless, they are eventually successfully damped, unlike the case with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Upon examining <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref>, it is evident that for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error is greater with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> compared to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, with the exception of ADER5-WAF. This discrepancy is puzzling, considering that <xref ref-type="fig" rid="figFigures 2(b)">
      Figures 2(b)
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f4">
      4(b)
     </xref> visually validate the superiority of the solution with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> over 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. This also holds true for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         200 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, but not for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         800 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The reason for this is that the shock is better resolved when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is employed, with the exception of ADER5-WAF. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         200 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the error produced</p>
    <fig id="fig2" position="float">
     <label>Figure 2</label>
     <caption>
      <title>Figure 2. Numerical solution of Test 1 on 100 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId977.jpeg?20250126044540" />
    </fig>
    <fig id="fig3" position="float">
     <label>Figure 3</label>
     <caption>
      <title>Figure 3. Numerical solution of Test 1 on 100 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId978.jpeg?20250126044540" />
    </fig>
    <fig id="fig4" position="float">
     <label>Figure 4</label>
     <caption>
      <title>Figure 4. Numerical solution of Test 1 on 100 cells by ADER4-WAF scheme and its partial enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId979.jpeg?20250126044538" />
    </fig>
    <fig id="fig5" position="float">
     <label>Figure 5</label>
     <caption>
      <title>Figure 5. Numerical solution of Test 1 on 100 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId980.jpeg?20250126044538" />
    </fig>
    <fig id="fig6" position="float">
     <label>Figure 6</label>
     <caption>
      <title>Figure 6. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId981.jpeg?20250126044538" />
    </fig>
    <fig id="fig7" position="float">
     <label>Figure 7</label>
     <caption>
      <title>Figure 7. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId982.jpeg?20250126044538" />
    </fig>
    <fig-group id="fig8" position="float">
     <fig id="fig8" position="float">
      <label>Figure 8</label>
      <caption>
       <title>Figure 8. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 8. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId983.jpeg?20250126044538" />
     </fig>
     <fig id="fig8" position="float">
      <label>Figure 8</label>
      <caption>
       <title>Figure 8. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 8. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId984.jpeg?20250126044538" />
     </fig>
    </fig-group>
    <fig id="fig9" position="float">
     <label>Figure 9</label>
     <caption>
      <title>Figure 9. Numerical solution of Test 1 on 400 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId985.jpeg?20250126044538" />
    </fig>
    <table-wrap id="table1">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table1">
       Table 1
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 1. Test 1. Comparison study of the 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> norm error of the ADERk-WAF schemes at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
   14
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math> for two distinct values of the CFL coefficient.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER2-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER3-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER4-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER5-WAF</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="80.01%" colspan="8"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math> norm error</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.01</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.4722E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.9278E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.9204E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.1390E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.7874E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.4525E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.3348E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.7687E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.005</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.7008E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.5659E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.3161E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.8487E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.0468E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.2699E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.9981E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.7860E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">400</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.0025</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.2829E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.4190E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.2017E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.3926E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.1567E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.5628E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">9.7840E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.7831E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.00125</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">5.4169E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.3721E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">5.0980E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">5.2160E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.6025E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.7931E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.1114E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.7908E−02</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <table-wrap id="table2">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table2">
       Table 2
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 2. Test 1. 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> norm error of the ADER2-WAF in three regions at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
   14
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math> with 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    C
   
          </mi> 
   
          <mrow> 
    
           <mtext>
            
     CFL
    
           </mtext>
   
          </mrow> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.37
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math> and 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    C
   
          </mi> 
   
          <mrow> 
    
           <mtext>
            
     CFL
    
           </mtext>
   
          </mrow> 
  
         </msub> 
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.97
  
         </mn>
 
        </mrow>

       </math>.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="2" class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="28.57%" colspan="2"><p style="text-align:center">up to the shock, 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0.833 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="28.57%" colspan="2"><p style="text-align:center">shock, 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0.833 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0.857 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="28.57%" colspan="2"><p style="text-align:center">sum, 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ∈ 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mo>
              [ 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               0 
             </mn> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mn>
               0.857 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mo>
              ] 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">0.37</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.1561E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">2.4874E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">3.3156E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.4404E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">4.4717E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">3.9278E−03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">5.2670E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.3041E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">2.1741E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.2618E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">2.7008E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">2.5659E−03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">400</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">2.5735E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">6.4539E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.0255E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">7.7361E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.2829E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.4190E−03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">1.3030E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">3.2895E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">4.1139E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">3.0826E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">5.4169E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="14.29%"><p style="text-align:center">6.3721E−04</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <p>in the shock transition zone with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is dominant over the error caused by numerical oscillations with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. However, for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         800 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the error caused by numerical oscillations with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is significantly greater than the error produced in the shock transition zone when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is utilized, resulting in a smaller 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> than with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. As an illustration, we have included the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error for ADER2-WAF generated in the region up to the shock’s position, in the shock transition zone, and their sum in <xref ref-type="table" rid="table2">
      Table 2
     </xref>. Observe that for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         200 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the discrepancy in errors between the two CFL coefficient values in the region preceding the shock’s position is less than the discrepancy in errors within the shock transition zone, resulting in a larger 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.37 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_3">
    <title>4.3. Test 2: Left and Right Rarefaction</title>
    <p>Consider the RP (2), (3), (9) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             5 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The numerical solution is calculated at the output time of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.05 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (the original test <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-4">
      [4]
     </xref> had 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           50 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         25 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         2.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>). The initial data of this test produces two symmetric rarefactions. The two waves exhibit symmetry with respect to the line 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig10">
      Figure 10
     </xref>, right, illustrates the structure of the solution to the RP in the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> plane. The exact solution is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
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                 U 
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                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
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               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mo>
                 , 
               </mo> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
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             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
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             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
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             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
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                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
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              </mrow> 
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             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
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       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
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         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
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          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
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         − 
       </mo> 
       <mn>
         8.132092 
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        </mi> 
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         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
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         ≈ 
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        </mi> 
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           T 
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         </mi> 
        </mrow> 
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          S 
        </mi> 
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           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
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         ≈ 
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           U 
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          * 
        </mtext> 
       </msup> 
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         ≈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             0.040728 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mi>
          T 
        </mi> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>. The values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are obtained by (10) and (11) accordingly.</p>
    <p>Upon examining the exact solution, it is evident that for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         0.061 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the solution exhibits a rich structure with five distinct states characterized by smooth parts and derivative discontinuities. The numerical findings demonstrate that the primary challenge faced by the ADERk-WAF scheme in this test is the appropriate management of the tails of the two rarefactions and the constant state (star region) between these waves.</p>
    <p>Given that the star region was the greatest challenge for the ADER-WAF scheme, we investigated which CFL coefficient values yielded the minimal error in that region. The answer to this problem is more complex than that of Test 1. The range of CFL coefficient values is contingent upon the order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> of the ADERk-WAF scheme and the spatial step size 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. In certain instances, the range also depends on whether we seek the optimal approximation in the star region for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> or 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref> and <xref ref-type="table" rid="table4">
      Table 4
     </xref> illustrate the variations, presenting three CFL coefficient values that yielded the least 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error in the star region for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> associated with each ADERk-WAF scheme and spatial step size 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>. These values are arranged in ascending order of the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error obtained when utilized in ADERk-WAF. Regrettably, a uniform value for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> does not exist for the ADERk-WAF schemes in this Test. The numerical solutions for the velocity are plotted in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 11">
      Figures 11
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f14">
      14
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 15">
      Figures 15
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f18">
      18
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Utilizing CFL coefficient values from <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref> and <xref ref-type="table" rid="table4">
      Table 4
     </xref>, the ADER-WAF scheme yields numerical results comparable to those depicted in the aforementioned figures. The 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> errors are provided in <xref ref-type="table" rid="table5">
      Table 5
     </xref>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 11(b)">
      Figures 11(b)
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f14">
      14(b)
     </xref> demonstrate that, for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the ADERk-WAF failed to fully realize the constant state on the 100-cell mesh. It is completely absent. The star region was partially captured by ADER2-WAF and ADER3-WAF (for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>) for the selected values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> from <xref ref-type="table" rid="table3">
      Table 3
     </xref> (see <xref ref-type="fig" rid="fig11(b)">
      Figure 11(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig12(b)">
      Figure 12(b)
     </xref>). Unexpectedly, ADER4-WAF and ADER5-WAF were unable to reproduce the star region for any of the investigated 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> values in this Test. The values 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.61 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.58 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, displayed in <xref ref-type="fig" rid="fig13(b)">
      Figure 13(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig14(b)">
      Figure 14(b)
     </xref>, respectively, produced the minimal 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error in the star region. Nevertheless, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="fig13(b)">
      Figure 13(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig14(b)">
      Figure 14(b)
     </xref>, these values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> yielded an improved approximation to the rarefactions in comparison to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The mesh refinement improves the realization of the constant space, but it causes overshoots and undershoots near the tails of the left and right rarefaction, as shown in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 15(b)">
      Figures 15(b)
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f18">
      18(b)
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The magnitude of these overshoots and</p>
    <table-wrap id="table3">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table3">
       Table 3
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 3. Test 2. CFL coefficient values for ADER2-WAF and ADER3-WAF.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="2" class="custom-top-td acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="40.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER2-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="40.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER3-WAF</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.71, 0.68, 0.69</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.46, 0.45, 0.44</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.57, 0.56, 0.58</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.68, 0.67, 0.66</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.58, 0.57, 0.59</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.42, 0.41, 0.40</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.65, 0.66, 0.64</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.65, 0.66, 0.64</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center">400, 800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.42, 0.41, 0.40</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.42, 0.41, 0.40</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.65, 0.66, 0.64</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.65, 0.66, 0.64</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <table-wrap id="table4">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table4">
       Table 4
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 4. Test 2. CFL coefficient values for ADER4-WAF and ADER5-WAF.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="2" class="custom-top-td acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="40.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER4-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="40.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER5-WAF</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             h 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.61, 0.60, 0.59</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.17, 0.19, 0.18</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.58, 0.59, 0.57</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.20, 0.21, 0.22</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.22, 0.21, 0.20</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.22, 0.21, 0.20</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.25, 0.27, 0.26</p></td> 
       <td class="acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.25, 0.27, 0.26</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="19.99%"><p style="text-align:center">400, 800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.19, 0.21, 0.20</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.19, 0.21, 0.20</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.25, 0.24, 0.26</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="20.00%"><p style="text-align:center">0.25, 0.24, 0.26</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <table-wrap id="table5">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table5">
       Table 5
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 5. Test 2. Comparison study of the 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> norm error of the ADERk-WAF schemes at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
   5
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math> for two distinct values of the CFL coefficient.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER2-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER3-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER4-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER5-WAF</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="80.01%" colspan="8"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math> norm error</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.42</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.65</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.19</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.25</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.005</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.6380E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.6017E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.4446E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.2111E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.4045E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.5620E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.3898E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.7788E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">400</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.0025</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.2063E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.3231E−02</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.2296E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.0804E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.9899E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.8202E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.9420E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.0350E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.00125</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.1070E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.6624E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.6146E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.0413E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.4835E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.9106E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.4827E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.6592E−02</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <fig id="fig10" position="float">
     <label>Figure 10</label>
     <caption>
      <title>Figure 10. The structure of the solution of the RP in the 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   x
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   −
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
 
        </mrow>

       </math> plane for Test 1 (left) and Test 2 (right).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1154.jpeg?20250126044542" />
    </fig>
    <fig id="fig11" position="float">
     <label>Figure 11</label>
     <caption>
      <title>Figure 11. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER2-WAF scheme and its partial enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1157.jpeg?20250126044543" />
    </fig>
    <fig id="fig12" position="float">
     <label>Figure 12</label>
     <caption>
      <title>Figure 12. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1158.jpeg?20250126044543" />
    </fig>
    <fig id="fig13" position="float">
     <label>Figure 13</label>
     <caption>
      <title>Figure 13. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1159.jpeg?20250126044543" />
    </fig>
    <fig id="fig14" position="float">
     <label>Figure 14</label>
     <caption>
      <title>Figure 14. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1160.jpeg?20250126044541" />
    </fig>
    <fig id="fig15" position="float">
     <label>Figure 15</label>
     <caption>
      <title>Figure 15. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1161.jpeg?20250126044542" />
    </fig>
    <fig id="fig16" position="float">
     <label>Figure 16</label>
     <caption>
      <title>Figure 16. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1162.jpeg?20250126044542" />
    </fig>
    <fig id="fig17" position="float">
     <label>Figure 17</label>
     <caption>
      <title>Figure 17. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1163.jpeg?20250126044541" />
    </fig>
    <fig id="fig18" position="float">
     <label>Figure 18</label>
     <caption>
      <title>Figure 18. Numerical solution of Test 2 on 100 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1164.jpeg?20250126044541" />
    </fig>
    <p>undershoots (both in terms of height and width) vary depending on the order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> of the ADERk-WAF scheme and the value of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="figFigures 15(b)">
      Figures 15(b)
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f18">
      18(b)
     </xref> indicate that, generally, the constant state is more accurately approximated as the order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> increases for both values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. Nonetheless, as illustrated in <xref ref-type="fig" rid="figFigures 15(b)">
      Figures 15(b)
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f18">
      18(b)
     </xref>, utilizing the chosen values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> yields a significantly improved approximation of the rarefactions, their tails’ positions, and the star region.</p>
   </sec>
   <sec id="s4_4">
    <title>4.4. Test 3: Left and Right Shock</title>
    <p>We solve the RP (2), (3), (9) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0.5 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             0.5 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The numerical solution is computed at the output time of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The initial data of this test produces two symmetric shocks that propagate in opposite directions. The two waves exhibit symmetry with respect to the line 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. <xref ref-type="fig" rid="fig27">
      Figure 27
     </xref>, left, shows the structure of the solution to the RP in the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> plane. The exact solution is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         3.018779 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         3.018779 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             1.165630 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>Analysis of the exact solution reveals that, for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             S 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         0.166 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the solution consists of three distinct constant states characterized by jump discontinuities. The numerical results reveal that the principal problem encountered by the ADERk-WAF was producing a solution devoid of spurious oscillations around the shocks and in the constant state between them (star region). Decreasing the CFL coefficient value can alleviate these oscillations; nevertheless, it will lead to slightly increased errors in the regions surrounding the shocks.</p>
    <p>Our numerical studies, which are not presented here, indicated that utilising the values 0.20, 0.24, 0.30, 0.40, and 0.60 for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in ADER2-WAF, as well as 0.60 and 0.61 in ADERk-WAF for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         3,4 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>, and 5, successfully restricts numerical oscillation in the specified regions. These CFL coefficient values are valid for spatial step sizes of up to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.00125 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Employing a larger or smaller spatial step size may expand or contract the range of the CFL coefficient values, respectively. In contrast to Test 2, a uniform value of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>, specifically 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.60 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, is applicable to all ADERk-WAF schemes and spatial step sizes 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 19">
      Figures 19
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f26">
      26
     </xref> display the calculated water depth 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.60 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> against the solution obtained with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The computed water depth is plotted at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.1 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (<xref ref-type="fig" rid="figFigures 19">
      Figures 19
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f22">
      22
     </xref>) and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (<xref ref-type="fig" rid="figFigures 23">
      Figures 23
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f26">
      26
     </xref>). The 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> norm error of cell averages for both CFL coefficient values is provided in <xref ref-type="table" rid="table6">
      Table 6
     </xref>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 19">
      Figures 19
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f26">
      26
     </xref> illustrate that the ADERk-WAF demonstrates greater efficiency with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.60 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> in comparison to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> concerning numerical oscillations. The distinction is significant with ADER4-WAF and even more apparent with ADER5-WAF, particularly when a smaller spatial step size is employed; refer to <xref ref-type="fig" rid="fig21(b)">
      Figure 21(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig22(b)">
      Figure 22(b)
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and <xref ref-type="fig" rid="fig25">
      Figure 25
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig26">
      Figure 26
     </xref> for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>.</p>
    <p>The shocks are resolved without numerical oscillation, in contrast to the case when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is employed. Nevertheless, the numerical solution derived with reduced values for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> exhibits a more rounded shape in the “corners” caused by the shocks; refer to <xref ref-type="fig" rid="fig19(b)">
      Figure 19(b)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig20(b)">
      Figure 20(b)
     </xref>. This resulted in increased errors in those regions when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.60 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> was utilized, overshadowing the errors induced by numerical oscillations, as observed in Test 1. This explains why the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error for ADER2-WAF ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        M 
      </mi> 
     </math> = 100, 200, 400) and ADER3-WAF ( 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mn>
         200 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>) is greater when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.60 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is used in comparison to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>; refer to <xref ref-type="table" rid="table6">
      Table 6
     </xref>. In the remaining cases presented in <xref ref-type="table" rid="table6">
      Table 6
     </xref>, numerical oscillations predominated, leading to a higher 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> was applied.</p>
    <p>It is also noteworthy that for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the oscillations in the numerical solution obtained with ADER2-WAF are scarcely discernible in the star region away from the shocks’ location; refer to <xref ref-type="fig" rid="fig23(c)">
      Figure 23(c)
     </xref>. The oscillations</p>
    <table-wrap id="table6">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table6">
       Table 6
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 6. Test 3. Comparison study of the 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> norm error of the ADERk-WAF schemes at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
   1
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math> for two distinct values of the CFL coefficient.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER2-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER3-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER4-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER5-WAF</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="80.01%" colspan="8"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math> norm error</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.60</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.60</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.60</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.60</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.01</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.3884E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.1926E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.6632E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.8176E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.1206E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.2583E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.1098E−03</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.3580E−03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.005</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.4067E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.3955E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.0449E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.8885E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.1664E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.4837E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.1136E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">5.5693E−03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">400</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.0025</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.1357E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.9129E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.0994E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.1941E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.2994E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.4933E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.8303E−04</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.6263E−03</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.00125</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.7523E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.9518E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.9629E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.9686E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.6054E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.0646E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">6.7788E−04</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.0534E−02</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <fig id="fig19" position="float">
     <label>Figure 19</label>
     <caption>
      <title>Figure 19. Numerical solution of Test 3 on 100 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1267.jpeg?20250126044545" />
    </fig>
    <fig id="fig20" position="float">
     <label>Figure 20</label>
     <caption>
      <title>Figure 20. Numerical solution of Test 3 on 100 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1268.jpeg?20250126044545" />
    </fig>
    <fig id="fig21" position="float">
     <label>Figure 21</label>
     <caption>
      <title>Figure 21. Numerical solution of Test 3 on 100 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1269.jpeg?20250126044545" />
    </fig>
    <fig id="fig22" position="float">
     <label>Figure 22</label>
     <caption>
      <title>Figure 22. Numerical solution of Test 3 on 100 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1270.jpeg?20250126044544" />
    </fig>
    <fig-group id="fig23" position="float">
     <fig id="fig23" position="float">
      <label>Figure 23</label>
      <caption>
       <title>Figure 23. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 23. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1271.jpeg?20250126044544" />
     </fig>
     <fig id="fig23" position="float">
      <label>Figure 23</label>
      <caption>
       <title>Figure 23. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 23. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1272.jpeg?20250126044544" />
     </fig>
    </fig-group>
    <fig id="fig24" position="float">
     <label>Figure 24</label>
     <caption>
      <title>Figure 24. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1273.jpeg?20250126044543" />
    </fig>
    <fig id="fig25" position="float">
     <label>Figure 25</label>
     <caption>
      <title>Figure 25. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1274.jpeg?20250126044544" />
    </fig>
    <fig-group id="fig26" position="float">
     <fig id="fig26" position="float">
      <label>Figure 26</label>
      <caption>
       <title>Figure 26. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 26. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1275.jpeg?20250126044543" />
     </fig>
     <fig id="fig26" position="float">
      <label>Figure 26</label>
      <caption>
       <title>Figure 26. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 26. Numerical solution of Test 3 on 400 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1276.jpeg?20250126044543" />
     </fig>
    </fig-group>
    <p>are becoming apparent with ADER3-WAF (<xref ref-type="fig" rid="fig24(c)">
      Figure 24(c)
     </xref>) and intensify with ADER4-WAF and ADER5-WAF (<xref ref-type="fig" rid="fig25(c)">
      Figure 25(c)
     </xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig26(c)">
      Figure 26(c)
     </xref>).</p>
   </sec>
   <sec id="s4_5">
    <title>4.5. Test 4: Left Shock and Right Rarefaction</title>
    <p>We solve the RP (2), (3), (9) with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             3.5 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mi>
          R 
        </mi> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         ∈ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          [ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          ] 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         × 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mi>
           ∞ 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.5 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The numerical solution is computed at the output time of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.05 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The initial data for Test 4 was chosen to induce a left shock and a narrowly defined right rarefaction in the solution. <xref ref-type="fig" rid="fig27">
      Figure 27
     </xref>, right, displays the structure of the solution to the RP in the 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
      </mrow> 
     </math> plane. The exact solution is</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          { 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mtable columnalign="left"> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                L 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mtext>
                * 
              </mtext> 
             </msup> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 S 
               </mi> 
               <mi>
                 L 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mrow> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
               <mi>
                 f 
               </mi> 
               <mi>
                 a 
               </mi> 
               <mi>
                 n 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mrow> 
              <mo>
                ( 
              </mo> 
              <mrow> 
               <mrow> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mo>
                  / 
                </mo> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </mrow> 
              <mo>
                ) 
              </mo> 
             </mrow> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 T 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               &lt; 
             </mo> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
          <mtr columnalign="left"> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <msub> 
              <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
               <mi>
                 U 
               </mi> 
              </mstyle> 
              <mi>
                R 
              </mi> 
             </msub> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
           <mtd columnalign="left"> 
            <mrow> 
             <mtext>
               if 
             </mtext> 
             <mtext>
                 
             </mtext> 
             <msub> 
              <mi>
                S 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mi>
                 H 
               </mi> 
               <mi>
                 R 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               ≤ 
             </mo> 
             <mi>
               S 
             </mi> 
             <mo>
               , 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mtd> 
          </mtr> 
         </mtable> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mtext>
           
       </mtext> 
       <mi>
         S 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mfrac> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
      </mrow> 
     </math></p>
    <fig id="fig27" position="float">
     <label>Figure 27</label>
     <caption>
      <title>Figure 27. The structure of the solution of the RP in the 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   x
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   −
  
         </mo>
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
 
        </mrow>

       </math> plane for Test 3 (left) and Test 4 (right).</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1291.jpeg?20250126044547" />
    </fig>
    <p>where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           S 
         </mi> 
         <mi>
           L 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mn>
         3.770040 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           T 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         5.486301 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          S 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           H 
         </mi> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         6.424942 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msup> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mtext>
          * 
        </mtext> 
       </msup> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             2.663932 
           </mn> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mn>
             0.996948 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>, and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mi>
           R 
         </mi> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           n 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> is determined by (11).</p>
    <p>Investigating the exact solution indicates that, when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         &lt; 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mn>
           0.5 
         </mn> 
        </mrow> 
        <mo>
          / 
        </mo> 
        <mrow> 
         <msub> 
          <mi>
            S 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             H 
           </mi> 
           <mi>
             R 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ≈ 
       </mo> 
       <mn>
         0.077 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>, the solution displays a rich structure comprising four distinct states distinguished by smooth regions, derivative discontinuities, and a jump discontinuity. The primary issue faced by the ADERk-WAF method was producing a solution that addressed the shock, the star region, and the tail of the rarefaction without inducing oscillations in those regions. The solution features a thin zone with steep gradients, attributable to the narrowness of the rarefaction, complicating its accurate representation on a 100-cell mesh.</p>
    <p>A multitude of values for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> can be utilized with the ADER2-WAF to achieve a solution devoid of oscillations. The values are 0.23:0.01:0.30, 0.32:0.01:0.38, 0.42, 0.43, 0.56, and 0.57. The options for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> are significantly limited for ADERk-WAF, where 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         k 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mtext>
         3 
       </mtext> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
         4 
       </mtext> 
       <mo>
         , 
       </mo> 
       <mtext>
         5 
       </mtext> 
      </mrow> 
     </math>. For 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with ADER3-WAF, we may utilize the range of 0.50:0.01:0.59; for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with ADER4-WAF, the range of 0.54:0.01:0.59; and for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> with ADER5-WAF, the specific values of 0.55, 0.56, 0.58, and 0.59. These CFL coefficient values are valid for spatial step sizes of up to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mtext>
         Δ 
       </mtext> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.00125 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. Employing a larger or smaller spatial step size may expand or contract the range of the CFL coefficient values, respectively. To employ a uniform value for 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in ADERk-WAF, we opted for a value of 0.56, without suggesting that it is the most suitable option for each ADERk-WAF independently.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 28">
      Figures 28
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f35">
      35
     </xref> depict the computed water depth 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         h 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mo>
           , 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.56 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> against the solution derived with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The calculated water depth is plotted at 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mi>
           o 
         </mi> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.05 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         100 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (<xref ref-type="fig" rid="figFigures 28-31">
      Figures 28-31
     </xref>) and 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         M 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         400 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> (<xref ref-type="fig" rid="figFigures 32">
      Figures 32
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f35">
      35
     </xref>). The 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> norm error of cell averages for both CFL coefficient values is given in <xref ref-type="table" rid="table7">
      Table 7
     </xref>.</p>
    <p>
     <xref ref-type="fig" rid="figFigures 28">
      Figures 28
     </xref>-<xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-#f35">
      35
     </xref> indicate that the ADERk-WAF exhibits better performance with 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.56 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> compared to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> regarding numerical oscillations in the star region and subsequent to the shock. However, an undershoot accompanied by oscillations prior to the rarefaction’s tail is inevitable for both values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math>. This effect becomes more noticeable as the order 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        k 
      </mi> 
     </math> of the ADERk-WAF increases. Even so, the undershoot is more constrained when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.56 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is</p>
    <table-wrap id="table7">
     <label>
      <xref ref-type="table" rid="table7">
       Table 7
      </xref></label>
     <caption>
      <title>
       <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-"></xref>Table 7. Test 4. Comparison study of the 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <msub> 
   
          <mi>
           
    L
   
          </mi> 
   
          <mn>
           
    1
   
          </mn> 
  
         </msub> 
 
        </mrow>

       </math> norm error of the ADERk-WAF schemes at 

       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
         <mi>
          
   t
  
         </mi>
  
         <mo>
          
   =
  
         </mo>
  
         <mn>
          
   0.0
  
         </mn>
  
         <mtext>
          
   5
  
         </mtext>
 
        </mrow>

       </math> for two distinct values of the CFL coefficient.</title>
     </caption>
     <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
      <tr> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
           <mi>
             M 
           </mi> 
          </mstyle> 
         </math></p></td> 
       <td rowspan="3" class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <mi>
             Δ 
           </mi> 
           <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
            <mi>
              x 
            </mi> 
           </mstyle> 
          </mrow> 
         </math></p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER2-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER3-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER4-WAF</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="20.00%" colspan="2"><p style="text-align:center">ADER5-WAF</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="80.01%" colspan="8"><p style="text-align:center"> 
         <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
           <msub> 
            <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
             <mi>
               L 
             </mi> 
            </mstyle> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
          </mrow> 
         </math> norm error</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.56</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.56</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.56</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.56</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.95</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">100</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.01</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.9990E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.0060E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.8604E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.5927E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.9180E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.8132E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">1.8415E−02</p></td> 
       <td class="custom-top-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.7788E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">200</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.005</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.5406E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">9.8360E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.7080E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.4430E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">7.9815E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.8488E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">8.2340E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.3091E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">400</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.0025</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.2135E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">5.1817E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.5843E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.4731E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.6053E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">5.4612E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">4.1629E−03</p></td> 
       <td class="acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.2517E−02</p></td> 
      </tr> 
      <tr> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="9.99%"><p style="text-align:center">800</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">0.00125</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.4498E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.3087E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.2051E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.2944E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.2089E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.9794E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">3.0156E−03</p></td> 
       <td class="custom-bottom-td acenter" width="10.00%"><p style="text-align:center">2.5087E−02</p></td> 
      </tr> 
     </table>
    </table-wrap>
    <fig id="fig28" position="float">
     <label>Figure 28</label>
     <caption>
      <title>Figure 28. Numerical solution of Test 4 on 100 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1356.jpeg?20250126044548" />
    </fig>
    <fig id="fig29" position="float">
     <label>Figure 29</label>
     <caption>
      <title>Figure 29. Numerical solution of Test 4 on 100 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1357.jpeg?20250126044548" />
    </fig>
    <fig id="fig30" position="float">
     <label>Figure 30</label>
     <caption>
      <title>Figure 30. Numerical solution of Test 4 on 100 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1358.jpeg?20250126044547" />
    </fig>
    <fig id="fig31" position="float">
     <label>Figure 31</label>
     <caption>
      <title>Figure 31. Numerical solution of Test 4 on 100 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged view.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1359.jpeg?20250126044547" />
    </fig>
    <fig id="fig32" position="float">
     <label>Figure 32</label>
     <caption>
      <title>Figure 32. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER2-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1360.jpeg?20250126044549" />
    </fig>
    <fig id="fig33" position="float">
     <label>Figure 33</label>
     <caption>
      <title>Figure 33. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER3-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1361.jpeg?20250126044549" />
    </fig>
    <fig-group id="fig34" position="float">
     <fig id="fig34" position="float">
      <label>Figure 34</label>
      <caption>
       <title>Figure 34. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 34. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1362.jpeg?20250126044549" />
     </fig>
     <fig id="fig34" position="float">
      <label>Figure 34</label>
      <caption>
       <title>Figure 34. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.--Figure 34. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER4-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
      </caption>
      <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1363.jpeg?20250126044549" />
     </fig>
    </fig-group>
    <fig id="fig35" position="float">
     <label>Figure 35</label>
     <caption>
      <title>Figure 35. Numerical solution of Test 4 on 400 cells by ADER5-WAF scheme and its partially enlarged views.</title>
     </caption>
     <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405363-rId1364.jpeg?20250126044549" />
    </fig>
    <p>used, with the exception of the ADER4-WAF on a 100-cell mesh; refer to <xref ref-type="fig" rid="fig30(b)">
      Figure 30(b)
     </xref>.</p>
    <p>Utilising 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.56 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> resolves the shock without oscillations in contrast to 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math>. The rarefaction is more accurately represented (not displayed here) when 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.56 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is applied with ADER2-WAF and ADER5-WAF, and when 
     <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mn>
         0.95 
       </mn> 
      </mrow> 
     </math> is used with ADER3-WAF and ADER4-WAF. Analogous conclusions to those in Test 1 and Test 3 can be drawn for the discrepancies in 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          L 
        </mi> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> error between the two values of 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mi>
          C 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mtext>
           CFL 
         </mtext> 
        </mrow> 
       </msub> 
      </mrow> 
     </math> in <xref ref-type="table" rid="table7">
      Table 7
     </xref> and the numerical performance of ADER2-WAF on a 400-cell mesh.</p>
   </sec>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Conclusions and Discussion</title>
   <p>In this study, we explore the ADERk-WAF method for solving the RP for homogeneous 1D SWEs. Our motivation for the study was to demonstrate the significance of cautiously selecting the CFL coefficient value while employing the ADER-WAF method. This fact was illustrated by several scenarios from the SWEs, indicating that the approach’s poor performance (especially for the fourth and fifth order) was attributable to the high CFL coefficient value rather than the method itself. Consequently, the objective was to identify an appropriate range of values for the CFL coefficient to ensure that its application with the ADERk-WAF scheme yields solutions with diminished or eradicated spurious oscillations for the problems examined in this paper. Nonetheless, it is not always feasible to eliminate oscillations by reducing the CFL coefficient value of a scheme. In our study <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-39">
     [39]
    </xref>, we utilized numerical methods from the WENO family for identical experiments, but oscillations produced by high-order WENO schemes could not be mitigated by reducing the value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Initially, our goal was to outline the ADER-WAF procedure for the SWEs and supply the requisite equations to facilitate its coding. As far as we know, certain ones of these have not been reported in the literature. These include the exact expressions for 1) the values of the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ν 
     </mi> 
    </math>-th derivative ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ν 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mtext>
        1 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
        2 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
        3 
      </mtext> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
        4 
      </mtext> 
     </mrow> 
    </math>) of the WENO reconstruction polynomials 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         p 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            k 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            s 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> at the cell interfaces 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>, 2) the partial derivatives of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as functions of the partial derivatives of the conserved variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, for the SWEs, 3) the time derivatives of the flux 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> as functions of the time derivatives of the conserved variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for the SWEs, and 4) the solution to the linear RP for the SWEs in terms of the conserved variables 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>After conducting exhaustive testing, our objective was to provide a suitable range of values for the CFL coefficient for each ADERk-WAF scheme. Our numerical results demonstrate that adjusting 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> to an appropriate value for the ADERk-WAF scheme in the examined tests effectively eliminates spurious oscillations around shocks and in the star region, distant from the rarefactions’ tail position. By eliminating oscillations, we refer to their invisibility at a certain magnification level. This is particularly apparent with the ADER4-WAF and ADER5-WAF schemes. Nonetheless, certain oscillations toward the tail of the rarefactions were inevitable. While reducing the 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> value did not eradicate oscillations near the tail of the rarefactions, it did manage to control them.</p>
   <p>Prior to concluding, we wish to present two final remarks. Initially, it was observed that on a refined mesh, there was a slight discrepancy between the two values of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> when utilized with the ADER2-WAF. Therefore, the ADER2-WAF scheme can be employed with 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.95 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for very long time evolution problems to decrease CPU time. Nonetheless, with ADER4-WAF and particularly with ADER5-WAF, we highly recommend reducing the value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Secondly, it was noted that employing 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.95 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> yielded improved shock resolution and, in certain instances, a more accurate approximation of rarefaction, with the exception of the ADER5-WAF. If the resolution of shock or rarefaction is critical, one may employ the value 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         C 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mtext>
          CFL 
        </mtext> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0.95 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, albeit at the expense of oscillations in specific regions.</p>
   <p>The ADER-WAF approach described in this research can be applied to any hyperbolic conservation laws with certain code adjustments. Our future plans include the implementation of the ADER-WAF scheme to address more intricate models and conduct a comparative analysis with methods from the WENO family.</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>Research of Pavlos Stampolidis has been financially supported by General Secretariat for Research and Technology (GSRT) and the Hellenic Foundation for Research and Innovation (HFRI). The authors would also like to thank the anonymous referees for their insightful comments and recommendations.</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Appendices</title>
  </sec><sec id="s8">
   <title>Appendix A. The Smoothness Indicators</title>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, (19) yields <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
     [31]
    </xref></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <msubsup> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          u 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mn>
         2 
       </mn> 
      </msup> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math>(29)</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, (19) yields <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
     [31]
    </xref></p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            13 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mn>
            13 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            12 
          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               1 
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          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mfrac> 
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         </mn> 
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        </mfrac> 
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            ( 
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               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
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             <mn>
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           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
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              u 
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               i 
             </mi> 
             <mo>
               + 
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          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
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          , 
        </mo> 
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      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
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           β 
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           ( 
         </mo> 
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            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
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               i 
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               − 
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           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
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              u 
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               i 
             </mi> 
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               − 
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             + 
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              i 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
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         </mn> 
        </msup> 
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          + 
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        <mfrac> 
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               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
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           </msub> 
           <mo>
             − 
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           <mn>
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               i 
             </mi> 
             <mo>
               − 
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             + 
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            <mi>
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              i 
            </mi> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </msup> 
        <mo>
          . 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math>(30)</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
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        = 
      </mo> 
      <mn>
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      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, (19) yields <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
     [17]
    </xref></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
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         <mn>
           4 
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        </msubsup> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
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         <mo>
           [ 
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             u 
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          </msub> 
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           <mo>
             ( 
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           <mrow> 
            <mn>
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               i 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
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                i 
              </mi> 
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                + 
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            <mo>
              + 
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               u 
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                i 
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              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
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            <mo>
              − 
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            <mn>
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                i 
              </mi> 
              <mo>
                + 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
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        <mo>
          + 
        </mo> 
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         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
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            i 
          </mi> 
          <mo>
            + 
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          <mn>
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        </msub> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
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           <mi>
             u 
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            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
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          </msub> 
         </mrow> 
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       </mtd> 
      </mtr> 
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        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          17246 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
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          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
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          </mn> 
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          + 
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         </mo> 
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         </mo> 
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         </mo> 
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              − 
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            </msub> 
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          + 
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           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
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             u 
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              i 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          17246 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            7042 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              11003 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              9402 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
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           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math> (31)</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         β 
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       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is equal to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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       </mn> 
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        <mn>
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        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
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        <mtext>
          IS 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          3 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         4 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
     [17]
    </xref>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
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        i 
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        = 
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      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        3 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        k 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        5 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, (19) yields <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
     [17]
    </xref></p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <msubsup> 
         <mi>
           β 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </msubsup> 
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         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          = 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mrow> 
          <mn>
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          </mn> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
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         <mo>
           [ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              107918 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              649501 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                1 
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             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              758823 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
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                i 
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                + 
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            <mo>
              − 
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            <mn>
              411487 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              86329 
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            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <mn>
                4 
              </mn> 
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            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1020563 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
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              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
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           <mi>
             u 
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              i 
            </mi> 
            <mo>
              + 
            </mo> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
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          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
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          + 
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         </mo> 
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              + 
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        </mtext> 
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          + 
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              i 
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            1521393 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          2462076 
        </mn> 
        <msub> 
         <mi>
           u 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msub> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mn>
            758823 
          </mn> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
          </msub> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mtd> 
      </mtr> 
      <mtr> 
       <mtd> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <msub> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </mrow> 
          </msub> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1020563 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mrow> 
              <mi>
                i 
              </mi> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </mrow> 
            </msub> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mn>
              649501 
            </mn> 
            <msub> 
             <mi>
               u 
             </mi> 
             <mi>
               i 
             </mi> 
            </msub> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mn>
            107918 
          </mn> 
          <msubsup> 
           <mi>
             u 
           </mi> 
           <mi>
             i 
           </mi> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </msubsup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ] 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
       </mtd> 
      </mtr> 
     </mtable> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         β 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> is equal to 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mrow> 
        <mn>
          5040 
        </mn> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msubsup> 
       <mrow> 
        <mtext>
          IS 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          4 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mn>
         5 
       </mn> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math>, in <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-17">
     [17]
    </xref>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mo>
        ⋯ 
      </mo> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        4 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
  </sec><sec id="s9">
   <title>Appendix B. Tables of Coefficients</title>
   <p>Table A1. the coefficients 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.140276-31">
     [31]
    </xref> of Procedure 1.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          k 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          s 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/2</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/2</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−7/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−7/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/6</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">25/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−23/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">13/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">13/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">13/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">13/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−23/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">25/12</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">137/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−163/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">137/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−21/20</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/5</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/5</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">77/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−43/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">17/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/20</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/20</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">9/20</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">47/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−13/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/30</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/30</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−13/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">47/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">9/20</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/20</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/20</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">17/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−43/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">77/60</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/5</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/5</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−21/20</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">137/60</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−163/60</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">137/60</p></td> 
    </tr> 
   </table>
   <p>Table A2. The coefficients 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> of Procedure 1.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          k 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          s 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1, 0, 1</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−2/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2/Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−35/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">23/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−15/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−11/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−11/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">15/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−23/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">35/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−15/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">109/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−35/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">17/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/6Δx</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/6Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12Δx</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12Δx</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/4Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/12Δx</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/6Δx</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/6Δx</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−17/4Δx</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">35/4Δx</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−109/12Δx</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">15/4Δx</p></td> 
    </tr> 
   </table>
   <p>Table A3. the coefficients 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> of Procedure 1.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          k 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          s 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1, ..., 2</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−2/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−13/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−7/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−7/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−13/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">17/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−27/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">16/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−17/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−9/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−2/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−2/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−9/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−17/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">16/Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−27/2Δx<sup>2</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">17/4Δx<sup>2</sup></p></td> 
    </tr> 
   </table>
   <p>Table A4. The coefficients 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> of Procedure 1.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          k 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          s 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1, ..., 3</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">11/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−15/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">9/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−2/Δx<sup>3</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−2/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">7/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−9/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">0</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−5/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">9/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−7/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2/Δx<sup>3</sup></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−9/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">15/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−11/Δx<sup>3</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/Δx<sup>3</sup></p></td> 
    </tr> 
   </table>
   <p>Table A5. The coefficients 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         c 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          j 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msubsup> 
     </mrow> 
    </math> of Procedure 1.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          k 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
          s 
        </mi> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           j 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−1, ..., 4</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>4</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−4/Δx<sup>4</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">6/Δx<sup>4</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">−4/Δx<sup>4</sup></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/Δx<sup>4</sup></p></td> 
    </tr> 
   </table>
   <p>Table A6. Optimal weights 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         d 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          k 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          s 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> [31, 17] of Procedure 1.</p>
   <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           1 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           s 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">2/3</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/3</p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="custom-top-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/10</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">3/5</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/10</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           4 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">4/35</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">18/35</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">12/35</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/35</p></td> 
     <td class="acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"></p></td> 
    </tr> 
    <tr> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center"> 
       <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
         <mi>
           k 
         </mi> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mn>
           5 
         </mn> 
        </mrow> 
       </math></p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">5/126</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">20/63</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">10/21</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">10/23</p></td> 
     <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.61%"><p style="text-align:center">1/126</p></td> 
    </tr> 
   </table>
  </sec><sec id="s10">
   <title>Appendix C. ADERk-WAF Scheme</title>
   <p>In this appendix, the time derivatives of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are obtained through the Cauchy-Kowalewski procedure. The time derivatives of the flux 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         F 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are given as well. The following notations are employed for the sake of simplicity</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mi>
         ν 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <msubsup> 
       <mo>
         ∂ 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mi>
         μ 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
       <mi>
         U 
       </mi> 
      </mstyle> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mo>
            + 
          </mo> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           x 
         </mi> 
         <mi>
           ν 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           μ 
         </mi> 
        </msubsup> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mi>
         i 
       </mi> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         u 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <munder> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ⋯ 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ︸ 
          </mo> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mi>
            ν 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            times 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </munder> 
        <mtext>
            
        </mtext> 
        <munder> 
         <munder> 
          <mrow> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mo>
             ⋯ 
           </mo> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mo stretchy="true">
            ︸ 
          </mo> 
         </munder> 
         <mrow> 
          <mi>
            μ 
          </mi> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
            times 
          </mtext> 
         </mrow> 
        </munder> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mn>
        2. 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <sec id="s10_1">
    <title>C1. Cauchy-Kowalewski Procedure</title>
    <p>From (2), applying the chain rule, we obtain</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <mo>
         − 
       </mo> 
       <mfrac> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            F 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ∂ 
         </mo> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
        </mrow> 
       </mfrac> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          x 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          U 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(33)</p>
    <p>Differentiating (33) with respect to (w.r.t.) 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, we have</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msubsup> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msubsup> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⊤ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(34)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable columnalign="left"> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 x 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
          <mrow> 
           <mrow> 
            <mfrac> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
             </mrow> 
            </mfrac> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  2 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⊤ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(35)</p>
    <p>Differentiating (34) w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, and (35) w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, yields</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mfrac> 
            <mn>
              6 
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             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
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           <msubsup> 
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              u 
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             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
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             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
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             </msubsup> 
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           </mfrac> 
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              ( 
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                 x 
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              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
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          </mrow> 
         </mrow> 
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           + 
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         <mfrac> 
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         </mfrac> 
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            ( 
          </mo> 
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             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <msubsup> 
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              u 
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               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
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           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <msubsup> 
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          <mn>
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         </msubsup> 
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          </mi> 
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           <mn>
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             x 
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           </mi> 
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             x 
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          </mrow> 
         </msub> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
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          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
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             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
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             x 
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           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
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         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
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            </mrow> 
           </msub> 
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             </mn> 
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               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <msup> 
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           <mrow> 
            <mfrac> 
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             </mrow> 
            </mfrac> 
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               ( 
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             <mrow> 
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                </mi> 
               </mrow> 
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              <msub> 
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                 u 
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               <mrow> 
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                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
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                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 2 
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               </mi> 
               <mrow> 
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                  2 
                </mn> 
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                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
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               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
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               ) 
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            u 
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           <mn>
             2 
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             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
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           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
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           + 
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         <mtext>
             
         </mtext> 
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          </mo> 
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           − 
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           + 
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          <mrow> 
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             x 
           </mi> 
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           </mi> 
          </mrow> 
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       </mtr> 
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                </mi> 
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                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
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               ( 
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                </mi> 
               </mrow> 
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              <msub> 
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               <mrow> 
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                </mi> 
                <mi>
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                </mi> 
               </mrow> 
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                </mi> 
               </mrow> 
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                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
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               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
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           <mo>
             ] 
           </mo> 
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            ⊤ 
          </mo> 
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             , 
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             + 
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              u 
            </mi> 
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            <mrow> 
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             </mn> 
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               x 
             </mi> 
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             t 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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         </mtext> 
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           + 
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             </mi> 
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               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
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            ) 
          </mo> 
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           − 
         </mo> 
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                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              g 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
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             <mrow> 
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                </mi> 
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                </mi> 
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                  t 
                </mi> 
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                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⊤ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math>(38)</p>
    <p>Differentiating (36) w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        x 
      </mi> 
     </math> and w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, (37) w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, and (38) w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>, we derive</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mtable> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <msubsup> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            x 
          </mi> 
          <mn>
            3 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mo>
            ∂ 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </msub> 
         <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
         <mo>
           = 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mrow> 
             <mn>
               24 
             </mn> 
            </mrow> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                5 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mrow> 
           <mn>
             12 
           </mn> 
          </mrow> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              4 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msub> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mn>
             3 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mo>
           − 
         </mo> 
         <mfrac> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mrow> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mn>
              3 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mfrac> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mn>
             12 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               x 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mtd> 
       </mtr> 
       <mtr> 
        <mtd> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mtext>
             
         </mtext> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           24 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           12 
         </mn> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msub> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msub> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
         </msub> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mn>
           3 
         </mn> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <msubsup> 
          <mi>
            u 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
          </mrow> 
          <mn>
            2 
          </mn> 
         </msubsup> 
         <mo>
           + 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mrow> 
           <mn>
             4 
           </mn> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              2 
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              − 
            </mo> 
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             </mo> 
             <mrow> 
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           − 
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              − 
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            x 
          </mi> 
         </msub> 
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          <mi>
            U 
          </mi> 
         </mstyle> 
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           = 
         </mo> 
         <mrow> 
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            [ 
          </mo> 
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             − 
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             </mi> 
            </mrow> 
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             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
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             − 
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           <mi>
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           </mi> 
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         </mtext> 
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               x 
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              − 
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               ) 
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            ⊤ 
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              g 
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               ( 
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                <mi>
                  x 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
              <mo>
                + 
              </mo> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
              </msub> 
              <msub> 
               <mi>
                 u 
               </mi> 
               <mrow> 
                <mn>
                  1 
                </mn> 
                <mi>
                  x 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
                <mi>
                  t 
                </mi> 
               </mrow> 
              </msub> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mo>
             ] 
           </mo> 
          </mrow> 
          <mo>
            ⊤ 
          </mo> 
         </msup> 
        </mtd> 
       </mtr> 
      </mtable> 
     </math> (42)</p>
   </sec>
   <sec id="s10_2">
    <title>C2. Time Derivatives of the Flux</title>
    <p>Firstly, we differentiate the vector of fluxes 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mrow> 
        <mo>
          ( 
        </mo> 
        <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
         <mi>
           U 
         </mi> 
        </mstyle> 
        <mo>
          ) 
        </mo> 
       </mrow> 
      </mrow> 
     </math>, as provided in (3), w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>. To get the subsequent equation, we differentiate the obtained one again w.r.t. 
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
        t 
      </mi> 
     </math>.</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msub> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </msub> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
           </mrow> 
           <mo>
             + 
           </mo> 
           <mi>
             g 
           </mi> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
           </msub> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
          </mrow> 
          <mo>
            ] 
          </mo> 
         </mrow> 
        </mrow> 
        <mo>
          ⊤ 
        </mo> 
       </msup> 
      </mrow> 
     </math>(43)</p>
    <p>
     <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
       <msubsup> 
        <mo>
          ∂ 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mn>
          2 
        </mn> 
       </msubsup> 
       <mstyle mathvariant="bold" mathsize="normal"> 
        <mi>
          F 
        </mi> 
       </mstyle> 
       <mo>
         = 
       </mo> 
       <msup> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mo>
            [ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <msub> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               2 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
           </msub> 
           <mo>
             , 
           </mo> 
           <mtext>
               
           </mtext> 
           <mfrac> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                3 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <msubsup> 
            <mi>
              u 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
             <mi>
               t 
             </mi> 
            </mrow> 
            <mn>
              2 
            </mn> 
           </msubsup> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mfrac> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mrow> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <mrow> 
            <mo>
              ( 
            </mo> 
            <mrow> 
             <mn>
               4 
             </mn> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 2 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
             <mo>
               + 
             </mo> 
             <msubsup> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
              <mn>
                2 
              </mn> 
             </msubsup> 
             <msub> 
              <mi>
                u 
              </mi> 
              <mrow> 
               <mn>
                 1 
               </mn> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
               <mi>
                 t 
               </mi> 
              </mrow> 
             </msub> 
            </mrow> 
            <mo>
              ) 
            </mo> 
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               </mi> 
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              ) 
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