×

分数阶振动方程的可靠数值算法。 (英语) Zbl 1380.65207号

摘要:本文的主要目的是介绍一种求解分数阶振动方程(FVE)的数值算法。数值算法基于勒让德尺度函数运算矩阵的应用。数值算法的主要优点是将FVE简化为Sylvester形式的代数方程,从而大大简化了问题。文中给出了该方案的误差和收敛性分析。针对问题中涉及的不同初始条件和波速,讨论了数值结果。针对FVE的不同情况,将所建议的数值算法获得的数值结果与现有的分析方法进行了比较。

MSC公司:

65个M12 含偏微分方程初值和初边值问题数值方法的稳定性和收敛性
35升11 分数阶偏微分方程
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Robinson,A.D.,控制系统分析在眼动神经生理学中的应用,Ann Rev Neurosci,462-503(1981)
[2] 拉姆斯鲁普,J.辛格;Kumar,D.,生物系统中产生的分数阶Lotka-Volterra方程的数值计算,非线性工程,4,2,117-125(2015)
[3] 巴格利,R.L。;Torvik,P.J.,分数阶微积分应用于粘弹性的理论基础,《流变学杂志》,27201-210(1983)·Zbl 0515.76012号
[4] 巴格利,R.L。;Torvik,P.J.,分数微积分-粘弹性阻尼结构分析的微分方法,AIAA J,21,5,741-748(1983)·Zbl 0514.73048号
[5] 巴格利,R.L。;Torvik,P.J.,粘弹性阻尼结构瞬态分析中的分数阶微积分,AIAA期刊,23,918-925(1985)·Zbl 0562.73071号
[6] 熊猫,R。;Dash,M.,分数广义样条与信号处理,信号处理,862340-2350(2006)·Zbl 1172.65315号
[7] Kumar博士。;辛格,J。;Baskonus,H.M。;Bulut,H.,《解局部分数阶电报方程的有效计算方法》,《非线性科学通报》A,8,2,200-206(2017)
[8] Bohannan,G.W.,温度和电机控制应用中的模拟分数阶控制器,J Vib control,14,1487-1498(2008)
[9] 辛格,J。;拉希迪,M.M。;Swroop,R。;Kumar,D.,三重碰撞和酶反应中产生的动态布鲁塞尔反应扩散系统的分数模型,非线性工程,5,4,277-285(2016)
[10] 库马尔,S。;库马尔,D。;Singh,J.,金融市场中分数Black-Scholes方程的数值计算,埃及基础应用科学杂志,1,3-4,177-183(2014)
[11] Kilbas,A.A。;Srivastava,H.M。;Trujillo,J.J.,《分数阶微分方程的理论与应用》,北荷兰数学研究,204(2006),爱思唯尔(北荷兰)科学出版社:爱思唯尔(北霍兰德)科学出版社阿姆斯特丹·Zbl 1092.45003号
[12] Mohyud-Din,S.T。;Yildirim,A.,求解分数阶振动方程的算法,计算数学模型,23,228-237(2012)·Zbl 1283.74020号
[13] Das,S.,《使用改进分解法对振动方程进行数值求解》,J Sound Vib,320576-583(2009)
[14] Das,S.,用变分迭代法和修正分解法求解分数阶振动方程,《国际非线性科学数值模拟》,9,361-366(2008)
[15] 达斯,S。;Gupta,P.K.,同伦摄动法和同伦分析法在分数阶振动方程中的应用,国际计算数学杂志,88,430-441(2011)·Zbl 1410.74086号
[16] Srivastava,H.M。;库马尔,D。;Singh,J.,振动方程分数模型的有效分析技术,Appl数学模型,4519-204(2017)·Zbl 1446.74057号
[17] 德拉霍兹,F。;Vadillo,F.,《通过运算矩阵求解二维平流扩散方程》,应用数值数学,72,172-187(2013)·Zbl 1302.65235号
[18] 乌尔·雷赫曼,M。;Khan,R.A.,线性分数阶偏微分方程初值和边值问题的数值解,应用数学模型,37,5233-5244(2013)·Zbl 1427.65299号
[19] Singh,H.,Bloch方程分数模型近似解的运算矩阵法,J King Saud Univ Sci,29,235-240(2017)
[20] Bhrawy,A.H。;Zaky,M.A.,基于Jacobi-tau近似求解多项时空分数阶偏微分方程的方法,《计算物理杂志》,281876-895(2015)·Zbl 1352.65386号
[21] Wu,J.L.,数值求解分数阶偏微分方程的小波运算方法,应用数学计算,21431-40(2009)·Zbl 1169.65127号
[22] 王,L。;马云(Ma,Y.)。;Meng,Z.,Haar小波方法数值求解分数阶偏微分方程,应用数学计算,22766-76(2014)·Zbl 1364.65213号
[23] 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,应用数学模型,38,1597-1606(2014)·Zbl 1427.65287号
[24] 辛格,H。;Singh,C.S.,使用勒让德尺度函数运算矩阵的分数阶偏微分方程的稳定数值解,Ain Shams Eng J(2016)
[25] Tohidi,E。;Bhrawy,A.H。;Erfani,K.,广义受电弓方程数值解的基于伯努利运算矩阵的配点法,应用数学模型,37,4283-4294(2013)·Zbl 1273.34082号
[26] 卡泽姆,S。;Abbasbandy,S。;Kumar,S.,解分数阶微分方程的分数阶勒让德函数,应用数学模型,375498-5510(2013)·Zbl 1449.33012号
[27] 科伦坡,J.F.,《新广义函数和分布乘法》(1984),阿姆斯特丹:阿姆斯特丹北荷兰·Zbl 0761.46021号
[28] Oberguggenberger,M.,分布乘法及其在偏微分方程中的应用。皮特曼数学研究笔记,259(1992),朗曼:朗曼哈洛·Zbl 0818.46036号
[29] Singh,H.,核磁共振中Bloch方程分数模型的一种新的数值算法,Alex Eng J,552863-2869(2016)
[30] 辛格,C.S。;辛格,H。;辛格,V.K。;辛格,安大略省。,分数阶奇异积分微分方程的分数阶运算矩阵方法,应用数学模型,4010705-10718(2016)·兹比尔1443.65446
[31] 海达里,M.H。;Hooshmandasl,M.R。;加尼,F.M。;Fereidouni,F.,求解Dirichlet边界条件分数泊松方程的二维Legendre小波,Eng-Ana边界元,371331-1338(2013)·Zbl 1287.65113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。