穆罕默德·侯赛因·海达里;扎基州阿瓦扎德;哈里奥米、玛丽·法齐 求解多项变阶时间分数阶扩散波方程的小波方法。 (英语) Zbl 1429.65239号 申请。数学。计算。 341, 215-228 (2019). 摘要:我们首先利用变阶分数阶导数的概念将一个多项时间分数阶扩散波方程推广到多项变阶时间分数阶弥散波方程(M-V-TFD-E)。然后,我们通过运算矩阵方法实现切比雪夫小波(CWs),以在单位平方上逼近其解。事实上,我们应用CW的变阶分数导数运算矩阵(OMV-FD)来导出未知解。我们将配置和tau方法耦合起来,将M-V-TFD-E简化为一个代数方程组。该方法的重要优点是通过实现相同的技术处理不同类型的条件,即初始边界条件和Dirichlet边界条件。从理论上研究了二维CWs展开的收敛性和误差估计。我们还通过数值实验检验了新格式的适用性和计算效率。 引用于39文件 MSC公司: 65M70型 偏微分方程初值和初边值问题的谱、配置及相关方法 35兰特 分数阶偏微分方程 65T60型 小波的数值方法 关键词:多元变阶时间分数阶扩散波动方程(M-V-TFD-E);切比雪夫小波;变阶分数阶导数运算矩阵(OMV-FD);配置法;τ方法 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{M.H.Heydari}等人,应用。数学。计算。341215——228(2019年;Zbl 1429.65239) 全文: 内政部 参考文献: [1] Sierociuk,D。;Dzielinski,A。;Sarwas,G。;佩特拉斯,I。;波德鲁布尼,I。;Skovranek,T.,使用分数微积分模拟非均匀介质中的传热,Philos。事务处理。R.Soc.,37120130146(2013)·Zbl 1382.80004号 [3] Oldham,K.B。;Spanier,J.,《分数微积分》(1974),学术出版社:纽约学术出版社·Zbl 0428.26004号 [4] Hesameddini,E。;Rahimi,A。;Asadollahifard,E.,关于求解多阶分数阶微分方程的新可靠算法的收敛性,Commun。非线性科学。数字。模拟。,34, 154-164 (2016) ·Zbl 1510.65178号 [5] Saadatmandi,A。;Dehghan,M.,解分数阶微分方程的新运算矩阵,计算。数学。申请。,59, 1326-1336 (2010) ·Zbl 1189.65151号 [6] 多哈,E.H。;Bhrawy,A.H。;Ezz-Eldien,S.S.,《一种新的雅可比运算矩阵:求解分数阶微分方程的应用》,应用。数学。型号。,36, 4931-4943 (2012) ·Zbl 1252.34019号 [7] 多哈,E.H。;Bhrawy,A.H。;Ezz-Eldien,S.S.,基于运算矩阵的切比雪夫谱方法,用于分数阶初边值问题。,计算。数学。申请。,62, 2364-2373 (2011) ·Zbl 1231.65126号 [8] 卡泽姆,S。;阿巴斯班迪;Kumar,S.,解分数阶微分方程的分数阶勒让德函数,应用。数学。型号。,37, 5498-5510 (2013) ·Zbl 1449.33012号 [9] Ahmadian,A。;苏莱曼,M。;Salahshour,S.,基于勒让德多项式的运算矩阵,用于求解模糊分数阶微分方程。,文章摘要。申请。分析。,2013, 50590329 (2013) ·Zbl 1294.65074号 [10] 巴利亚努,D。;Bhrawy,A.H。;塔哈。,T.M.,分数初值问题的两种有效广义拉盖尔谱算法。,文章摘要。申请。分析。,2013 (2013) ·Zbl 1291.65240号 [11] Ishteva,M。;Boyadjiev,L.,《关于c-laguerre函数》,c.R.Acad。膨胀。科学。,58, 9, 1019-1024 (2005) ·Zbl 1093.33005号 [12] Ishteva,M。;Boyadjev,L。;Scherer,R.,关于分数阶微积分的caputo算子和c-laguerre函数。,数学。科学。第9、6、161-170号决议(2005年)·Zbl 1078.26007号 [13] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;Ghaini,F.M.M.,求解分数阶双调和方程的一种有效计算方法。,计算。数学。申请。,68, 9, 269-287 (2014) ·Zbl 1369.35106号 [14] 阿加瓦尔,P。;埃尔萨耶德。,A.A.,求解分数阶扩散方程的非标准有限差分和切比雪夫配置方法。,《物理A》,500,40-49(2018)·Zbl 1514.65139号 [15] 阿加瓦尔,P。;尼托·J·J。;Luo,M.J.,扩展Riemann-Liouville型分数阶导数算子及其应用,开放数学。,15, 1667-1681 (2017) ·Zbl 1391.26020号 [16] 刘,Z。;彭,H。;你,F。;Zhu,Y.,有限时滞分数阶随机微分方程解的存在唯一性,Adv.Differ。等于。,123, 1-18 (2017) ·Zbl 1422.34083号 [17] M.V.Ruzhansky,Y.J.Cho,P.Agarwal,I.Area,《真实和复杂分析的进展及其应用》。birkhäuser巴塞尔,墨西哥,2017年。;M.V.Ruzhansky,Y.J.Cho,P.Agarwal,I.Area,《真实和复杂分析的进展及其应用》。birkhäuser巴塞尔,墨西哥,2017年。 [18] 阿加瓦尔,P。;Berdyshev,A。;Karimov,E.,带caputo分数导数混合型方程积分传递条件的非局部问题的可解性,结果数学。,71, 3-4, 1235-1257 (2017) ·兹比尔1375.35282 [19] 傅,Z。;Chen,W。;Yang,H.,拉普拉斯变换时间分数阶扩散方程的边界粒子法,J.Compute。物理。,235, 52-66 (2013) ·Zbl 1291.76256号 [20] Fu,Z。;Chen,W。;Ling,L.,常阶和变阶分数阶扩散模型的近似特殊解方法,《工程分析》。已绑定。元素。,57, 37-46 (2015) ·Zbl 1403.65087号 [21] 庞,G。;Chen,W。;Fu,Z.,采用kansa方法的空间分数平流扩散方程,J.Compute。物理。,293, 280-296 (2015) ·Zbl 1349.65522号 [22] 佩德罗,H.T.C。;小林,M.H。;佩雷拉,J.M.C。;科英布拉。,C.F.M.,对经过球体的振荡流的扩散-对流效应的变阶建模,J.Vib。控制,14,1569-1672(2008)·Zbl 1229.76099号 [23] 拉米雷斯,L.E.S。;Coimbra,C.F.M.,《关于动态建模变阶算子的选择和意义》。,国际期刊差异。等于。,2010, 846107, 16 (2010) ·Zbl 1207.34011号 [24] 拉米雷斯,L.E.S。;Coimbra,C.F.M.,《关于沉积颗粒引起的非线性尾流的变阶动力学》,Physica D,2401111-1118(2011)·Zbl 1219.76054号 [25] 科英布拉。,C.F.M.,变阶微分算子力学。,安·物理。,12, 692-703 (2003) ·Zbl 1103.26301号 [26] 很快,C.M。;科英布拉,C.F.M。;小林,M.H.,可变粘弹性振子,Ann.Phys。,14, 6, 378-389 (2005) ·兹比尔1125.74316 [27] 拉米雷斯,L.E.S。;科英布拉,C.F.M。;小林,M.H.,粘弹性变阶本构关系,《物理学年鉴》。,16, 543-552 (2007) ·Zbl 1159.74008号 [28] Sun,H.G.公司。;陈永强。;Chen,W.,随机阶分数阶微分方程模型。,签名流程。,91, 525-530 (2011) ·Zbl 1203.94056号 [29] Zahra,W.K。;Hikal,M.M.,求解变阶分数阶最优控制问题的非标准有限差分方法。,J.可控震源。控制,1-11(2015) [30] Chechkin,A.V。;Gorenflo,R。;Sokolov,I.M.,非均匀介质中的分数扩散。,《物理学杂志》。A: 数学。Gen.,38,679-684(2005)·Zbl 1082.76097号 [31] Santamaria,F。;威尔斯,S。;De.Schutter,E。;Augustine,G.J.,由棘引起的浦肯野细胞树突异常扩散。,《神经元》,52,635-648(2006) [32] Sun,H.G。;Chen,W。;陈永清,反常扩散模型中的变阶分数阶微分算子。,物理学。A、 3884586-4592(2009) [33] Sun,H.G。;Chen,W。;魏,H。;Chen,Y.Q.,《表征系统记忆特性的恒阶和变阶分数阶模型的比较研究》,《欧洲物理学》。J.规格顶部。,193, 185-192 (2011) [34] Razminia,R。;Dizaji,A。;Majd,V.J.,非自治变阶分数阶微分方程解的存在性。,数学。计算。型号1。,55, 1106-1117 (2011) ·Zbl 1255.34008号 [35] Zhang,S.,变阶分数阶微分方程初值问题解的存在唯一性结果。,J.压裂。计算分析。,4, 1, 82-98 (2013) ·Zbl 1488.34070号 [36] Zhang,S.,具有非线性边值条件的变阶微分方程解的存在性结果。,Commun公司。非线性科学。数字。模拟。,18, 3289-3297 (2013) ·兹比尔1344.34022 [37] 刘,Y。;方,Z.h。;李,H。;He,S.,时间分数阶四阶偏微分方程的混合有限元方法。,申请。数学。计算。,243, 703-717 (2014) ·Zbl 1336.65166号 [38] Lorenzo,C.F。;哈特利。,T.T.,变阶和分布阶分数运算符。,农林。动态。,29, 57-98 (2002) ·Zbl 1018.93007号 [39] Meerschaert,M.M。;Tadjeran,C.,分数阶对流-弥散方程的有限差分近似。,J.计算。申请。数学。,172, 65-77 (2004) ·Zbl 1126.76346号 [40] 张毅,分数阶偏微分方程的有限差分方法。,申请。数学。计算。,215, 524-529 (2009) ·Zbl 1177.65198号 [41] 林·R。;刘,F。;Anh,V.公司。;Turner,I.,变阶非线性分数阶扩散方程新显式有限差分近似的稳定性和收敛性。,申请。数学。计算。,212, 435-445 (2009) ·Zbl 1171.65101号 [42] 沈,S。;刘,F。;陈,J。;特纳,I。;Anh,V.,变阶时间分数阶扩散方程的数值技术。,申请。数学。计算。,218, 10861-10870 (2012) ·兹比尔1280.65089 [43] 陈,Y。;刘,L。;李,B。;Sun,Y.,具有bernstein多项式的变阶线性电缆方程的数值解。,申请。数学。计算。,238, 329-341 (2014) ·Zbl 1334.65167号 [44] 新罕布什尔州斯威兰。;卡德尔,M.M。;Almarwm,H.M.,变阶非线性分数阶波动方程的数值研究。,压裂。计算应用程序。分析。,15, 669-683 (2012) ·兹比尔1312.65139 [45] 卡努托,C。;侯赛尼,M。;Quarteroni,A。;Zang,T.,《流体动力学中的谱方法》(1998),施普林格出版社:柏林施普林格 [46] Bhrawy,A.H。;Zaky,M.A.,二维变阶分数阶非线性电缆方程的数值模拟。,非线性动力学。,80, 1, 101-116 (2016) ·Zbl 1345.65060号 [47] Abdelkawy,医学硕士。;Zaky,医学硕士。;Bhrawy,A.H。;Baleanu,D.,时变分数阶流动流动平流扩散模型的数值模拟。,罗马共和国物理。,67, 773-791 (2015) [48] Zayernouri,M。;Karniadakis,G.E.,线性和非线性变阶fpdes的分数谱配置方法。,J.计算。物理。,80, 1, 312-338 (2015) ·Zbl 1349.65531号 [49] 陈永明。;魏永清。;Liu,D.-Y。;Yu,H.,一类带勒让德小波的非线性变阶分数阶微分方程的数值解。,申请。数学。莱特。,46, 83-88 (2015) ·Zbl 1329.65172号 [50] Bhrawy,A.H。;Zaky,M.A.,变阶caputo分数阶泛函微分方程的数值算法。,非线性动力学。,1-9 (2016) ·Zbl 1349.65505号 [51] 海达里,M.H。;Avazzadeh,Z.,变阶分数泊松方程的勒让德小波优化方法。,混沌孤子分形。,112, 180-190 (2018) ·Zbl 1398.65316号 [52] 海达里,M.H。;Avazzadeh,Z.,求解变阶分数阶二次谐波方程的一种运算矩阵方法。,计算。申请。数学。,1-15 (2018) ·Zbl 1402.65125号 [53] 海达里,M.H。;Avazzadeh,Z.,变阶分数阶最优控制问题的一种新的小波方法。,亚洲J.Control,20,5,1-14(2018) [54] Heydari.,M.H.,基于切比雪夫基数函数的变阶分数阶最优控制问题的一种新的直接方法。,J.弗兰克尔。I.、355、12、4970-4995(2018)·Zbl 1395.49025号 [55] 崔。,C.K.,《小波分析及其应用》(1992),学术出版社:圣地亚哥学术出版社·兹比尔0744.0020 [56] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;Mohammadi,F。;Cattani,C.,求解非线性奇异分数阶volterra积分微分方程组的小波方法。,Commun公司。非线性科学。数字。模拟。,19, 37-48 (2014) ·Zbl 1344.65126号 [57] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;加尼,F.M.M。;Mohammadi,F.,解多阶分数阶微分方程的小波配置法。,J.应用。数学。,2012, 19 (2012) ·Zbl 1235.42034号 [58] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;加尼,F.M.M。;Li,M.,Chebyshev小波方法求解大区间非线性分数阶积分微分方程。,高级数学。物理。,2013, 12 (2013) ·Zbl 1291.65245号 [59] Li,Y.,用切比雪夫小波求解非线性分数阶微分方程。,Commun公司。非线性科学。数字。模拟。,15, 2284-2292 (2010) ·Zbl 1222.65087号 [60] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;Mohammadi,F.,求解带dirichlet边界条件分数阶偏微分方程的Legendre小波方法。,申请。数学。计算。,234, 267-276 (2014) ·Zbl 1298.65181号 [61] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;Mohammadi,F.,用于求解时间分数电报方程的二维勒让德小波,Adv.Appl。数学。机械。,6, 2, 247-260 (2014) ·Zbl 1308.65172号 [62] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;加尼,F.M.M。;Cattani,C.,时间分数扩散波方程的小波方法。,物理学。莱特。A、 37971-76(2015)·Zbl 1304.35748号 [63] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;加尼,F.M.M。;Cattani,C.,解决分数最优控制问题的小波方法。,申请。数学。计算。,286, 139-154 (2016) ·Zbl 1410.49032号 [64] 朱,L。;Fan,Q.,用第二类切比雪夫小波求解分数阶非线性fredholm积分微分方程。,Commun公司。非线性科学。数字。模拟。,17, 6, 2333-2341 (2012) ·Zbl 1335.45002号 [65] Wang,Y。;Fan,Q.,求解分数阶微分方程的第二类切比雪夫小波方法。,申请。数学。计算。,218, 17, 8592-8601 (2012) ·Zbl 1245.65090号 [66] 古普塔,A.K。;Ray,S.S.,用第二类切比雪夫小波方法求解分数阶五阶sawada-kotera方程的数值处理。,申请。数学。模型,39、19、5121-5130(2015)·Zbl 1443.65244号 [67] 李,Y。;Zhao,W.W.,Haar分数阶积分小波运算矩阵及其在求解分数阶微分方程中的应用。,申请。数学。计算。,216, 2276-2285 (2010) ·Zbl 1193.65114号 [68] Saeedi,H.,求解分数阶非线性fredholm积分微分方程的cas小波方法。,Commun公司。非线性科学。数字。模拟。,16, 1154-1163 (2011) ·Zbl 1221.65354号 [69] Ibrahim,e.,求解广义burgershuxley方程的Chebyshev小波配置法。,数学。方法应用。科学。,39, 3, 366-377 (2016) ·兹比尔1333.65116 [70] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;加尼,F.M.M。;Fereidouni,F.,二维legendre小波用于求解具有dirichlet边界条件的分数泊松方程。,工程分析。已绑定。元素。,37, 11, 1331-1338 (2013) ·兹比尔1287.65113 [71] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;Ghaini,F.M.M.,带电报型边界条件的偏微分方程的切比雪夫小波方法的新方法。,申请。数学。型号。,38, 1597-1606 (2014) ·Zbl 1427.65287号 [72] 姜浩。;刘,F。;特纳,I。;Burrage,K.,有限域中多项时间分数阶扩散波/扩散方程的分析解。,计算。数学。申请。,64, 3377-3388 (2012) ·Zbl 1268.35124号 [73] Nigmatullin,R.R.,《对普遍反应的理论解释》。,物理学。状态(B):基础研究,123,739-746(1984) [74] Nigmatullin,R.R.,《分形几何介质中广义传递方程的实现》。,物理学。状态(B):基础研究,133425-430(1986) [75] Luchko,Y.,广义多项时间分数阶扩散方程的初边值问题。,数学杂志。分析。申请。,374, 538-548 (2011) ·Zbl 1202.35339号 [76] 顾建生(Gu,J.S.)。;蒋伟生,哈尔小波积分运算矩阵。,国际期刊系统。科学。,27, 623-628 (1996) ·Zbl 0875.93116号 [77] Bhrawya,A.H。;Zakyc,M.A.,一种基于雅可比-陶近似的求解多项时空分数阶偏微分方程的方法。,J.计算。物理。,281, 876-895 (2015) ·Zbl 1352.65386号 [78] 加斯卡,M。;Sauer,T.,《多元多项式插值的历史》。,J.计算。申请。数学。,122, 23-35 (2000) ·Zbl 0968.65008号 [79] de Villiers,J.,《近似数学》(2012),亚特兰蒂斯出版社·Zbl 1254.41001号 [80] Podlubny,I.,分数微分方程(1999),学术出版社:圣地亚哥学术出版社·Zbl 0918.34010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。