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一种通过分数阶有限差分法求解FDE系统的有效计算方法。 (英语) Zbl 1435.65122号

摘要:本文旨在提供一种求解分数阶(Caputo-sense)微分方程组(FDEs)的数值方法。该方法基于分数阶有限差分法(FDM),我们在其中实现了Grünwald-Letnikov的方法。这种方法计算效率很高,并且给出了非常精确的解。在本研究中,给出了所得数值格式的稳定性。数值结果表明,该方法易于实现,应用于FDE系统时是准确的。该方法为求解许多FDE系统引入了一种有前途的工具。通过两个实例证明了该方法的适用性和有效性。

MSC公司:

6500万06 含偏微分方程初值和初边值问题的有限差分方法
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
41A30型 其他特殊函数类的近似
26A33飞机 分数导数和积分
35兰特 分数阶偏微分方程
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参考文献:

[1] Cai,X.和Liu,F.(2007)。分数阶控制系统的数值模拟,J.Appl。数学。计算。,第23卷,第229-241页·Zbl 1130.93029号
[2] Daftardar-Gejji,V.和Babakhani,A.(2004)。分数阶微分方程组的分析,J.Math。分析。申请。,第293卷,第511-522页·兹比尔1058.34002
[3] Diego Murio,A.(2008)。时间分数阶扩散方程的隐式有限差分近似,计算。数学。申请。,第56卷,第1138-1145页·Zbl 1155.65372号
[4] Diethelm,K.(1997)。分数阶微分方程数值解的一种算法,Electron。事务处理。数字。分析。,第5卷,第1-6页·Zbl 0890.65071号
[5] Diethelm,K.(2010年)。《分数阶微分方程分析》,柏林斯普林格出版社·Zbl 1215.34001号
[6] Ertürk,V.S.和Momani,S.(2008)。使用微分变换方法求解分数阶微分方程组,计算杂志J。和应用程序。数学。,第215卷,第142-151页·Zbl 1141.65088号
[7] Hashim,I.、Abdulaziz,O.和Momani,S.(2009年)。分数IVP的同伦分析方法,Commun。非线性科学。数字。模拟。,第14卷,第674-684页·Zbl 1221.65277号
[8] He,J.H.(1999)。变分迭代法——一种非线性分析技术:一些例子,《国际非线性力学杂志》,第34卷,第699-708页·Zbl 1342.34005号
[9] Jafari,H.和Daftardar-Gejji,V.(2006)。使用Adomian分解求解非线性分数阶微分方程组,计算杂志J。和应用数学。,第196卷,第644-651页·Zbl 1099.65137号
[10] Jafari,H.Khalique,C.M.和Nazari,M.(2012)。非线性分数阶范德波尔振子方程数值解的算法。和计算。《建模》,第55卷,第1782-1786页·Zbl 1255.65142号
[11] Khader,M.M.(2011)。关于分数阶扩散方程的数值解,Commun。非线性科学。数字。模拟。,第16卷,第2535-2542页·Zbl 1221.65263号
[12] Khader,M.M.(2018)。用有理勒让德配置法求解嵌入多孔介质中的具有可变厚度和滑动速度的拉伸薄板上的MHD流动的拟线性化方法,应用与应用数学:国际期刊,第13卷,第2期,第925-932页·Zbl 1462.65212号
[13] Khader,M.M.(2017)。使用HAM、应用和应用数学确定逆抛物方程中控制参数的分析解:《国际期刊》,第12卷,第2期,第1072-1087页·Zbl 1380.65228号
[14] Lubich,C.(1986年)。离散分数微积分,SIAM J.数学。分析。,第17卷,第704-719页·Zbl 0624.65015号
[15] Meerschaert,M.M.和Tadjeran,C.(2006年)。双边空间分数阶偏微分方程的有限差分逼近,应用。数字。数学。,第56卷,第80-90页·Zbl 1086.65087号
[16] Podlubny,I.(1999)。《分数微分方程》,学术出版社,纽约·兹比尔0924.34008
[17] Samko,S.、Kilbas,A.和Marichev,O.(1993)。《分数阶积分与导数:理论与应用》,Gordon和Breach,伦敦·Zbl 0818.26003号
[18] Scherer,R.和Kalla,S.L.(2008)。分数阶热方程的数值处理,应用。数字。数学。,第58卷,第1212-1223页·Zbl 1143.65105号
[19] Smith,G.D.(1965年)。《偏微分方程的数值解法》,牛津大学出版社·Zbl 0123.11806号
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