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用分数阶Landweber方法恢复时空分数阶扩散波方程的空间相关源。 (英语) Zbl 1473.65167号

摘要:在本文中,我们考虑了用分数阶Landweber方法恢复时间分数阶扩散波方程的空间相关源的问题。利用最终测量数据,将反问题转化为积分方程。我们使用分数Landweber正则化方法来克服不适定性。我们讨论了一个先验正则化参数选择规则和一个后验正则化系数选择规则,并证明了反问题的条件稳定性和收敛速度。通过对一维和二维两种情况下的四个算例进行数值实验,证明了该方法的有效性。

MSC公司:

65立方米 偏微分方程初值和初边值反问题的数值方法
65平方米 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
65平方米 含偏微分方程初值和初边值问题离散方程的数值解
35兰特 分数阶偏微分方程
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全文: 内政部

参考文献:

[1] Chen W,Holm S.分数阶扩散波方程在服从频率幂律的Lossy介质中的物理解释;2003年。可从以下网站获得:https://arxiv.org/abs/math-ph/0303040。 ·数字对象标识代码:10.1121/1.1621392
[2] Sakamoto K,Yamamoto M.分数阶扩散波方程的初值/边值问题及其在一些反问题中的应用。数学分析应用杂志。2011;382:426-447. doi:10.1016/j.jmaa.2011.04.058·Zbl 1219.35367号 ·doi:10.1016/j.jmaa.2011.04.058
[3] 杜锐,曹伟荣,孙振中。分数阶扩散波方程的紧致差分格式。应用数学模型。2010;34:2998-3007. doi:10.1016/j.apm.2010.01.008·兹比尔1201.65154 ·doi:10.1016/j.apm.2010.01.008
[4] Agrawal OP。在有界区域中定义的分数阶扩散波方程的解。非线性动力学。2002;29:145-155. doi:10.1023/A:1016539022492·Zbl 1009.65085号 ·doi:10.1023/A:1016539022492
[5] Jiang H,Liu F,Turner I,等。有限域中多项时间分数阶扩散波/扩散方程的解析解。计算数学应用。2012;64:3377-3388. doi:10.1016/j.camwa.2012.02.042·Zbl 1268.35124号 ·doi:10.1016/j.camwa.2012.02.042
[6] Chen A,Li C.分数阶扩散波动方程的数值解。数字功能分析优化。2016;37:19-39. doi:10.1080/01630563.2015.078815号·Zbl 1382.65236号
[7] Dai H,Wei L,Zhang X.基于隐式完全离散局部不连续Galerkin方法的分数阶扩散波动方程数值算法。数字算法。2014;67:845-862. doi:10.1007/s11075-014-9827-y·Zbl 1307.65130号 ·doi:10.1007/s11075-014-9827-y
[8] 周毅,何JW,Ahmad B,等。分数阶扩散方程反问题的存在性和正则性结果。数学方法应用科学。2019;42(18):6775-6790. doi:10.1002/mma.5781·Zbl 1435.35413号 ·doi:10.1002/mma.5781
[9] Tuan NH,Huynh LN,Ngoc TB,et al.关于非线性分数阶扩散方程的向后问题。应用数学函件。2019;92:76-84. doi:10.1016/j.aml.2018.11.015·Zbl 1524.35723号 ·doi:10.1016/j.aml.2018.11.015
[10] Wei T,Zhang Y.有界区域中时间分数阶扩散波方程的向后问题。计算数学应用。2018;75:3632-3648. doi:10.1016/j.camwa.2018.02.022·Zbl 1417.35224号 ·doi:10.1016/j.camwa.2018.02.022
[11] Huynh LN,Zhou Y,Oregan D,et al.时间分数波方程初始反问题的分数Landweber方法。应用分析。2019; 可用来源:https://doi.org/101080/00036811.2019.1622682。
[12] 杨峰,张勇,李XX。用于识别时空分数阶扩散波动方程初值问题的Landweber迭代方法。数字算法。2020;83:1509-1530. doi:10.1007/s11075-019-00734-6·Zbl 07191904号 ·doi:10.1007/s11075-019-00734-6
[13] 姜世忠,廖克福,魏涛。用边界数据反演时间分数阶扩散波方程的初值。计算方法应用数学。2020;20:109-120. doi:10.1515/cmam-2018-0194·Zbl 1437.65124号 ·doi:10.1515/cmam-2018-0194
[14] Xian J,Wei T.用最终时间数据确定时间分数阶扩散波问题中的初始数据。计算数学应用。2019;78(8):2525-2540。doi:10.1016/j.camwa.2019.03.056·Zbl 1443.35179号 ·doi:10.1016/j.camwa.2019.03.056
[15] 廖克夫,李永生,魏涛。时间分数阶扩散波方程中时间相关源项的识别。东亚应用数学杂志。2019;9(2):330-354. doi:10.4208/eajam.250518.170119·Zbl 1468.65128号 ·doi:10.4208/eajam.250518.170119
[16] 龚X,魏涛。时间分数阶扩散方程中含时源项的重建。2019年反问题科学工程;27:1577-1594. doi:10.1080/17415977.2018.1539481·Zbl 1465.65089号
[17] Siskova K,Slodicka M.时间分数阶扩散波方程中时间相关源的识别。应用数值数学。2017;121:1-17. doi:10.1016/j.apnum.2017.06.005·Zbl 1372.65264号 ·doi:10.1016/j.apnum.2017.06.005
[18] Lopushansky A,Lopusanska H。具有分布的时间分数阶扩散波动方程的反源Cauchy问题。电子J微分方程。2017;2017:1-14. doi:10.1186/s13662-016-1057-2·Zbl 1422.35169号 ·doi:10.1186/s13662-016-1057-2
[19] Kian Y,Oksanen L,Soccorsi E,等。时间分数阶扩散方程反问题的全局唯一性。J不同Equ。2018;264(2):1146-1170. doi:10.1016/j.jde.2017.09.032·Zbl 1376.35099号 ·doi:10.1016/j.jde.2017.09.032
[20] 杨凤,刘霞,李XX,等。识别时间分数阶扩散方程未知源的Landweber迭代正则化方法。高级差异Equ。2017;2017:149. doi:10.1186/s13662-017-1205-3·Zbl 1444.65052号 ·doi:10.1186/s13662-017-1423-8
[21] Yan XB,Wei T.确定时间分数阶扩散波方程中的空间相关源项。应用数学行为。2020;165:163-181. doi:10.1007/s10440-019-00248-2·Zbl 1432.35232号 ·doi:10.1007/s10440-019-00248-2
[22] Klann E,Ramlau R.用分数滤波方法和数据平滑进行正则化。反向探头。2008;24(2):045005. doi:10.1088/0266-5611/24/2/025018·Zbl 1141.47009号 ·doi:10.1088/0266-5611/24/2/025018
[23] 韩义忠,熊文轩,薛XM。求解倒向时间分数阶扩散问题的分数阶Landweber方法。计算数学应用。2019;78:81-91. doi:10.1016/j.camwa.2019.02.017·Zbl 1442.65224号 ·doi:10.1016/j.camwa.2019.02.017
[24] Tatar S,Tnaztepe R,Ulusoy S.时空分数扩散方程中未知源项的确定。分形计算应用分析。2015;6(1):83-90. ·Zbl 1488.35629号
[25] Tatar S,Tnaztepe R,Ulusoy S.时空分数扩散方程中分数时间和空间导数指数的同时反演。应用分析。2016;95(1):1-23. doi:10.1080/00036811.2014.984291·Zbl 1334.35401号
[26] Tatar S,Ulusoy S。一维时空分数扩散方程的一个反源问题。应用分析。2015;94(11):2233-2244. 网址:10.1080/00036811.2014.979808·Zbl 1327.35416号
[27] Podlubny I.分数阶微分方程。圣地亚哥(CA):学术出版社;1999. ·Zbl 0924.34008号
[28] Kilbas A,Srivastava H,Trujillo J.分数阶微分方程的理论与应用。第204卷。阿姆斯特丹:爱思唯尔;2006年,第2453-2461页·Zbl 1092.45003号
[29] Engl HW,Hanke M,Neubauer A.反问题的正则化,数学及其应用。多德雷赫特:Kluwer学术出版集团;1996. ·Zbl 0859.65054号 ·doi:10.1007/978-94-009-1740-8
[30] Li YS,Wei T.时空分数阶扩散方程的逆时相关源问题。应用数学计算。2018;第336:257-271页·Zbl 1427.35333号
[31] Zhang Y,Sun Z。二维分数次亚扩散方程的交替方向隐式格式。计算物理杂志。2011;230(24):8713-8728. doi:10.1016/j.jcp.2011.08.020·Zbl 1242.65174号 ·doi:10.1016/j.jcp.2011.08.020
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