×

利用Caputo-Fabrizio算子对任意阶相依Rosenau-Hyman方程的混合计算格式及其收敛性分析。 (英语) Zbl 07489882号

小结:本文利用一种合格的混合计算格式q-Hotopy分析变换技术(q-HATT)求出了相关Rosenau-Hyman(RH)方程的解。Liouville-Caputo分数阶算子在核中具有奇异性,因此选择具有指数非奇异核的分数阶Caputo-Fabrizio算子来很好地描述解的记忆效应。q-HATT在一个允许的大范围内以收敛级数表示解。利用q-HATT格式对时间分数阶RH方程进行了收敛性和唯一性分析。该方案有一个辅助参数\(\hbar\),它提供了一种处理收敛区域的合适方法。给出的示例证实了q-HATT方案的能力。用图形讨论了q-HATT对不同阶导数的解的行为。q-HATT解中连续逼近之间的误差减小,验证了所得解的收敛性。结果表明,q-HATT方案可靠、有吸引力且有效。

MSC公司:

6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 何建华,分形微积分及其几何解释,结果物理学。,10, 272-276 (2018)
[2] 库马尔,S。;库马尔,A。;莫马尼,S。;Aldhaifallah,M。;Nisar,KS,二维系统中带状图案出现时产生的非线性分数模型的数值解,Adv.Differ。Equ.、。,2019, 413 (2019) ·Zbl 1487.65169号
[3] He,JH,《分形时空与分数阶微积分教程综述》,国际期刊Theor。物理。,53, 11, 3698-3718 (2014) ·Zbl 1312.83028号
[4] Mohyud-Din,ST;Yildirim,A.,求解分数振动方程的算法,计算机。数学。型号。,23, 228-237 (2012) ·Zbl 1283.74020号
[5] HM Baskonus;Mekkaoui,T。;哈穆奇,Z。;Bulut,H.,混沌分数阶经济系统的主动控制,熵,17,8,5771-5783(2015)
[6] Al-Smadi,M。;Freihat,A。;马萨诸塞州哈马德;莫马尼,S。;Arqub,OA,分数阶偏微分方程的多步解析逼近,J.Compute。西奥。纳米科学。,13, 11, 7793-7801 (2016) ·Zbl 1364.35369号
[7] HM Baskonus;Yel,G。;Bulut,H.,分数Zakharov Kuznetsov-Benjamin-Bona-Mahony方程的新型波面,AIP Conf.Proc。,1863, 1, 560084 (2017)
[8] Al-Smadi,M。;Freihat,A。;Arqub,OA;Shawagfeh,N.,解分数阶Lü混沌和超混沌系统的新型多步广义微分变换方法,J.Compute。分析。申请。,19, 4, 713-724 (2015) ·Zbl 1322.65113号
[9] 高,W。;Yel,G。;HM Baskonus;Cattani,C.,共形(2+1)维Ablowitz-Kaup-Newell-Segur方程中的复孤子,AIMS数学。,5, 1, 507-521 (2019) ·Zbl 1484.35377号
[10] 莫马尼,S。;Arqub,OA;Freihat,A。;Al-Smadi,M.,分数阶Fokker-Planck方程在多步格式中的解析近似,应用。计算。数学。,15, 3, 319-330 (2016) ·Zbl 1364.35369号
[11] Prakash,A。;戈亚尔,M。;Gupta,S.,通过拉普拉斯变换在核磁共振中产生的分数布洛赫模型的q-homotopy分析方法,Ind.J.Phys。,94, 4, 507-520 (2020)
[12] Prakash,A。;戈亚尔,M。;Gupta,S.,地震波传播、成像和反演中产生的空间分数亥姆霍兹方程的数值模拟,Pramana,93,2,28(2019)
[13] 戈亚尔,M。;HM Baskonus;Prakash,A.,《拉沙出血热在孕妇中传播的时间分段模型的有效技术》,《欧洲物理学》。J.Plus,134,10,482(2019年)
[14] 戈亚尔,M。;HM Baskonus;Prakash,A.,关于非线性时间分数HIV/AIDS传播模型的新的正的、有界的和收敛的数值解,混沌孤子。分数。,139, 110096 (2020)
[15] 高,W。;Veeresha,P。;Prakasha,DG;HM Baskonus;Yel,G.,使用Mittag-Lefler函数描述孕妇死亡疾病模型的新方法,混沌孤子。分数。,134, 109696 (2020) ·Zbl 1483.92078号
[16] 戈亚尔,M。;Bhardwaj,VK;Prakash,A.,研究非线性时变乳腺癌动态竞争模型的新的正的、有界的和收敛的数值解,数学。方法。申请。科学。,44, 6, 4636-4653 (2021) ·Zbl 1512.92033号
[17] 宾夕法尼亚州克拉克森;伊利诺伊州曼斯菲尔德;普里斯特利,TJ,一类非线性三阶偏微分方程的对称性,数学。计算。型号。,25, 8-9, 195-212 (1997) ·Zbl 0879.35005号
[18] 罗森奥,P。;Hyman,JM,《压实:有限波长孤子》,《物理学》。修订稿。,70, 5, 564-567 (1993) ·Zbl 0952.35502号
[19] Bazeia,D。;Das,A。;洛萨诺,L。;Santos,MJ,非线性偏微分方程的行波解,应用。数学。莱特。,23, 6, 681-686 (2010) ·兹比尔1190.35195
[20] 罗斯·F。;Villatoro,FR,带余弦/正弦压缩的方程库,应用。数学。计算。,215, 5, 1838-1851 (2009) ·Zbl 1181.35248号
[21] Caputo,M.,Elasticitáe discapazione(1969),博洛尼亚:扎尼·切利
[22] 艾哈迈德·H。;阿库尔,A。;TA Khan;艾哈迈德。;Stanimirović,PS;Chu,Y-M,非线性时间分数阶偏微分方程传统解的新观点,复杂性,2020,8829017(2020)·Zbl 1456.35208号
[23] 艾哈迈德·H。;TA Khan;艾哈迈德。;Stanimirović,PS;Chu,Y-M,非线性时间分数阶Cauchy反应扩散模型方程的一种新的分析技术,结果物理。,19, 103462 (2020)
[24] 罗伊州莫利克;Noorani,MSM,通过变分迭代法和同伦微扰法求解分数阶Rosenau-Hyman方程,Int.J.Differ。Equ.、。,2012, 472030 (2012) ·Zbl 1267.35244号
[25] 古普塔,S。;戈亚尔,M。;Prakash,A.,Newell-Whitehead-Segel方程的数值处理,TWMS J.App。工程数学。,10, 2, 312-320 (2020)
[26] 辛格,J。;库马尔,D。;Swaroop,R。;Kumar,S.,时间分数阶Rosenau-Hyman方程的有效计算方法,神经网络。计算。申请。,30, 10, 3063-3070 (2018)
[27] 伊利奥拉,OS;Ojo,GO;Mmaduabuchi,O.,分数阶Rosenau-Hyman模型及其近似解,Alex。《工程师杂志》,55,21655-1659(2016)
[28] 卡普托,M。;Fabrizio,M.,无奇异核分数导数的新定义,Progr。分形。不同。申请。,1, 2, 73-85 (2015)
[29] 阿坦加纳,A。;Alkahtani,BST,《承压含水层内地下水流动的新模型:Caputo-Fabrizio衍生物的应用》,阿拉伯。地质科学杂志。,9, 1, 8 (2016)
[30] Atangana,A.,关于新的分数导数及其在非线性Fisher反应扩散方程中的应用,Appl。数学。计算。,273,C,948-956(2016)·Zbl 1410.35272号
[31] Goufo,EFD;佩内,MK;Mwambakana,J.,无奇异核分数导数岩石断裂模型的复制,开放数学。,13, 1, 839-846 (2015) ·兹比尔1347.26019
[32] Yépez-Martínez,H。;Gómez-Aguilar,JF,非奇异核修正分数阶导数的拉普拉斯变分迭代法,J.Appl。计算。机械。,6, 3, 684-698 (2020)
[33] 阿坦加纳,A。;Baleanu,D.,《具有非局部和非奇异核的新分数导数:传热模型的理论和应用》,Therm。科学。,20, 2, 763-769 (2016)
[34] 阿卜杜勒哈米德,M。;维埃鲁,D。;Roslan,R.,《利用无奇异核分数导数的新趋势模拟生物流体的电磁流体动力热流体传输》,《物理A:统计力学》。申请。,484, 233-252 (2017) ·Zbl 1499.76136号
[35] 阿坦加纳,A。;Koca,I.,关于新的分数导数及其在非线性Baggs和Freedman模型中的应用,非线性科学杂志。申请。,9, 5, 2467-2480 (2016) ·Zbl 1335.34079号
[36] Gómez-Aguilar,JF,使用非奇异和正则核导数的时空分数阶扩散方程,物理a:统计力学。申请。,465, 562-572 (2017) ·Zbl 1400.82228号
[37] Al-Salti,N。;ET卡里莫夫;Sadarangani,K.,关于1阶Caputo-Fabrizio分数阶导数小于β≤2的微分方程及其在质量弹簧-阻尼器系统中的应用,Progr。分形。不同。申请。,2, 4, 257-263 (2016)
[38] 冯·G。;Xiao-Jun,Y.,不含奇异核的分数导数分数麦克斯韦流体,Therm。科学。,20, 3, 871-877 (2016)
[39] 廖,SJ,关于非线性问题的同伦分析方法,应用。数学。计算。,147, 2, 499-513 (2004) ·Zbl 1086.35005号
[40] 马萨诸塞州El-Tawil;Huseen,SN,《q血清学分析方法》(The q-homotopy analysis method,q-HAM),Int.J.Appl。数学。机械。,8, 15, 51-75 (2012)
[41] 马萨诸塞州El-Tawil;Huseen,SN,《关于q-homotopy分析方法的收敛性》,国际期刊Contemp。数学。科学。,8, 10, 481-497 (2013)
[42] Prakash,A。;Veeresha,P。;Prakasha,总干事;Goyal,M.,《通过拉普拉斯变换实现分数阶多维电报方程的同伦技术》,《欧洲物理学》。J.Plus,134,1,19(2019)
[43] Prakash,A。;Veeresha,P。;Prakasha,DG;Goyal,M.,用q-homotopy分析变换法求解分数耦合Navier-Stokes方程的一种新的高效技术,Pramana,93,1,6(2019)
[44] Prakash,A。;戈亚尔,M。;HM Baskonus;Gupta,S.,任意阶时间相关振动模型的可靠混合数值方法,AIMS数学。,5, 2, 979-1000 (2020) ·Zbl 1484.65283号
[45] HM Srivastava;库马尔,D。;辛格,J.,振动方程分数模型的有效分析技术,应用。数学。型号。,45, 192-204 (2017) ·Zbl 1446.74057号
[46] 库马尔,D。;阿加瓦尔,RP;Singh,J.,Lienard方程分数阶模型的修正数值格式和收敛性分析,J.Compute。申请。数学。,339, 405-413 (2018) ·兹比尔1404.34007
[47] Prakash,A。;戈亚尔,M。;Gupta,S.,解时间分数阶Newell-Whitehead-Segel方程的分数阶变分迭代法,非线性工程,8,1,164-171(2019)
[48] 戈亚尔,M。;Prakash,A。;Gupta,S.,浪漫与人际关系时间分数阶非线性耦合动力学模型的数值模拟,Pramana,92,5,82(2019)
[49] Wang,F。;张杰。;艾哈迈德。;Farooq,A。;Ahmad,H.,变系数粘性波动方程的新型无网格策略,Front。物理。,9, 701512 (2021)
[50] Prakash,A。;戈亚尔,M。;Gupta,S.,磁共振成像中分数布洛赫模型的可靠算法,Pramana,92,2,18(2019)
[51] 戈亚尔,M。;Baskonus,HM,Liouville-Caputo意义下具有时间相关导数的任意阶非线性Hunter-Saxton方程的可靠解,Int.J.Appl。计算。数学,7,4,125(2021)·Zbl 07490136号
[52] 戈亚尔,M。;Prakash,A。;Gupta,S.,《Liouville-Caputo Sense中具有记忆相关分数阶导数的时间分数阶振动方程的有效摄动求和变换技术》,Int.J.Appl。计算。数学,7,4,156(2021)·Zbl 1496.74064号
[53] Prakash,A。;Kaur,H.,利用q-HATM对Fokker-Planck方程分数阶模型的数值解,混沌孤子。分数。,105,C,99-110(2017)·Zbl 1380.35154号
[54] 库马尔,D。;辛格,J。;Baleanu,D.,神经脉冲传输中分数阶Fitzhugh-Nagumo方程的新数值算法,非线性动力学。,91, 8, 307-317 (2018) ·Zbl 1390.35376号
[55] 戈亚尔,M。;Prakash,A。;Baleanu,D.,任意阶含时Lane-Emden方程的高效混合计算技术,海洋工程科学杂志。(2021) ·doi:10.1016/j.joes.2021.07.004
[56] Veeresha,P。;Prakasha,DG;Baleanu,D.,非线性分数阶Kolmogorov-Petrovskii-Piskunov方程的有效数值技术,数学,7,3,265(2019)
[57] 基尔巴斯,AA;HM Srivastava;Trujillo,JJ,分数微分方程的理论与应用,1-540(2006),纽约:Elsevier Science,纽约·Zbl 1092.45003号
[58] Argyros,IK,牛顿型迭代的收敛和应用(2008),柏林:Springer科学和商业媒体,柏林·Zbl 1153.65057号
[59] Magreñán,áA,解方程的一些四阶多点方法,应用。数学。计算。,248, 215-224 (2014) ·Zbl 1338.65277号
[60] Odibat,ZM;Shawagfeh,NT,广义泰勒公式,应用。数学。计算。,186, 1, 286-293 (2007) ·Zbl 1122.26006号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。