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多项时间-空间分数阶微分方程的PIM求解 被引量：1
1
作者 危国华 《武夷学院学报》 2018年第3期1-6,共6页
采用多项式基点插值(P IM)配置法求解多项时间-空间分数阶微分方程。首先进行时间离散得到半离散格式。然后,利用多项式基点插值离散空间变量得到全离散格式。最后,利用数值例子验证了数值方法的有效性。数值例子表明,无论是等距节点还... 采用多项式基点插值(P IM)配置法求解多项时间-空间分数阶微分方程。首先进行时间离散得到半离散格式。然后,利用多项式基点插值离散空间变量得到全离散格式。最后,利用数值例子验证了数值方法的有效性。数值例子表明,无论是等距节点还是非等距节点,所提出的数值方法均能很好的近似微分方程的精确解。 展开更多
关键词 时间-空间分数阶微分方程 多项式基 配置法 点插值
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基于时间-空间分数阶偏微分方程的图像去噪模型 被引量：9
2
作者 黄果 许黎 +1 位作者 陈庆利 蒲亦非 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期1741-1752,共12页
为了在去噪的同时更多地保留图像的细节信息,将分数阶微积分理论和梯度下降流有效结合,提出了分数阶梯度下降流的概念,并证明了能量泛函的分数阶梯度下降流在一定微分阶次范围内是收敛的。在此基础上,将时间因素引入到改进的基于空间分... 为了在去噪的同时更多地保留图像的细节信息,将分数阶微积分理论和梯度下降流有效结合,提出了分数阶梯度下降流的概念,并证明了能量泛函的分数阶梯度下降流在一定微分阶次范围内是收敛的。在此基础上,将时间因素引入到改进的基于空间分数阶偏微分方程的去噪模型中,从而构建了基于时间-空间分数阶偏微分方程的去噪模型,该模型实现了在时间方向上和空间平面内的同时去噪。实验结果表明,提出的基于时间-空间分数阶偏微分方程的图像去噪模型较基于空间分数阶偏微分方程的图像去噪模型不仅可以提高信噪比,而且可以大幅减少图像获得最大信噪比所需要的迭代次数。 展开更多
关键词 分数阶微积分 时间-空间分数阶偏微分方程 分数阶梯度 变分法 泛函极值 图像去噪
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基于时间-空间谱配法的分数阶微分方程的一种解法
3
作者 王龙 赵丹 《山东农业大学学报（自然科学版）》 北大核心 2019年第1期142-144,共3页
随着分数阶微分方程的应用领域越来越广泛,相应的理论研究也变得更加重要。本文针对时间分数阶的经典微分方程,提出一种加入空间谱配的解法。通过对时间分数阶经典微分方程的推导,得出等价的微分方程并获取空间配置点,然后应用高斯积分... 随着分数阶微分方程的应用领域越来越广泛,相应的理论研究也变得更加重要。本文针对时间分数阶的经典微分方程,提出一种加入空间谱配的解法。通过对时间分数阶经典微分方程的推导,得出等价的微分方程并获取空间配置点,然后应用高斯积分公式转变空间,求出转换方程的积分项。数值验算结果表明:采用时间-空间谱配法得出的精确解与数值解吻合程度较好,基本能满足分数阶微分方程高精度近似解的要求。 展开更多
关键词 分数阶微分方程 时间-空间谱配法 精确解 数值解
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空间分数阶偏微分方程非标准有限差分方法的稳定性和收敛性
4
作者 王琦 刘子婷 《应用数学》 北大核心 2024年第1期159-170,共12页
本文研究空间分数阶偏微分方程非标准有限差分方法数值解的相关问题.采用Grünwald-Letnikov公式和平移Grünwald-Letnikov公式分别对两个空间分数阶导数进行离散.再运用带有时间和空间步长的分母函数构造非标准有限差分方法.... 本文研究空间分数阶偏微分方程非标准有限差分方法数值解的相关问题.采用Grünwald-Letnikov公式和平移Grünwald-Letnikov公式分别对两个空间分数阶导数进行离散.再运用带有时间和空间步长的分母函数构造非标准有限差分方法.进而利用von Neumann分析方法对差分格式的稳定性和收敛性进行研究,获得了一些新的结果.数值例子验证了非标准有限差分方法用于求解空间分数阶偏微分方程的有效性. 展开更多
关键词 空间分数阶偏微分方程 非标准有限差分方法 稳定性 收敛性
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一类变指数勒贝格空间中分数阶微分方程两点边值问题解的存在性
5
作者 朱佳硕 王立波 《北华大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期148-155,共8页
研究一类变指数勒贝格空间L p(·)中具有Riemann-Liouville型导数的非线性分数阶微分方程边值问题。利用分段常值函数,将变指数勒贝格空间转化为经典的勒贝格空间,将问题模型转化为等价的第二类Fredholm积分方程,利用Schauder不动... 研究一类变指数勒贝格空间L p(·)中具有Riemann-Liouville型导数的非线性分数阶微分方程边值问题。利用分段常值函数,将变指数勒贝格空间转化为经典的勒贝格空间,将问题模型转化为等价的第二类Fredholm积分方程,利用Schauder不动点定理,得到了相应边值问题解的存在性结果。 展开更多
关键词 分数阶微分方程 SCHAUDER不动点定理 变指数勒贝格空间 Riemann-Liouville型导数
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基于广义Oldroyd-B流体问题的高维多项时间分数阶偏微分方程的解析解 被引量：2
6
作者 陈景华 陈雪娟 章红梅 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第3期397-401,共5页
提出两类高维多项时间分数阶偏微分方程的模型,此模型可用来描述广义黏弹性Oldroyd-B流体的剪应力和剪切速率之间的非线性关系.采用分离变量法将此分数阶偏微分方程转化成分数阶常微分方程,从而得到此高维多项时间分数阶偏微分方程的解... 提出两类高维多项时间分数阶偏微分方程的模型,此模型可用来描述广义黏弹性Oldroyd-B流体的剪应力和剪切速率之间的非线性关系.采用分离变量法将此分数阶偏微分方程转化成分数阶常微分方程,从而得到此高维多项时间分数阶偏微分方程的解析解,解的形式以多重Mittag-Leffler函数的形式给出. 展开更多
关键词 多项时间分数阶偏微分方程 分离变量法 广义Oldroyd-B流体 多重 Mittag-Leffler函数
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一类Riesz空间分数阶时滞扩散微分方程的隐-显差分格式 被引量：2
7
作者 杨水平 刘红良 《湘潭大学自然科学学报》 CAS 2018年第1期27-30,共4页
通过对一类含有非线性时滞项的Riesz分数阶扩散微分方程的线性项采用隐式差分格式离散,对含有时滞非线性项采用显式差分格式离散,构造了求解该问题的隐-显差分格式.并证明了方法是收敛和稳定的.最后还利用外推技巧提高了方法的收敛阶,... 通过对一类含有非线性时滞项的Riesz分数阶扩散微分方程的线性项采用隐式差分格式离散,对含有时滞非线性项采用显式差分格式离散,构造了求解该问题的隐-显差分格式.并证明了方法是收敛和稳定的.最后还利用外推技巧提高了方法的收敛阶,若干的数值结果也验证了本文的理论结果. 展开更多
关键词 含有非线性时滞项的Riesz空间分数阶扩散微分方程 隐-显差分格式 收敛性 稳定性 外推方法
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求解时间分数阶相场微分方程的自适应分数阶物理信息网络
8
作者 杨子晴 牛瑞萍 +1 位作者 贾宏恩 李胜利 《应用数学进展》 2024年第4期1575-1584,共10页
本文提出具有自适应权重的分数阶物理信息神经网络(adaptive-fPINN-PQI)求解时间分数阶偏微分方程。首先,利用Hadamard有限部分积分意义上的分段二次插值(PQI)对时间分数阶导数进行离散。其次,为降低自动微分引入的误差,本文采用中心差... 本文提出具有自适应权重的分数阶物理信息神经网络(adaptive-fPINN-PQI)求解时间分数阶偏微分方程。首先,利用Hadamard有限部分积分意义上的分段二次插值(PQI)对时间分数阶导数进行离散。其次,为降低自动微分引入的误差,本文采用中心差分法代替自动微分求导,计算空间各阶偏导数,提高了预测解精度。此外,本文构建的自适应权重残差网络,基于残差网络架构有效防止梯度消失。并通过建立自适应权重来自动调整不同损失项的权重,显著平衡其梯度,进一步提升预测解精度。最后,将adaptive-fPINN-PQI用于求解时间分数阶相场偏微分方程,证明了该网络的高精度和高效率。 展开更多
关键词 自适应权重 分段二次插值 中心差分 物理信息神经网络 时间分数阶偏微分方程
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Laguerre多项式求解分数阶Volterra-Fredholm积分-微分方程
9
作者 李晓洁 陈豫眉 《西安文理学院学报(自然科学版)》 2024年第3期22-29,共8页
为求分数阶积分-微分方程的近似解,提出了一种基于Laguerre多项式求解分数阶Volterra-Fredholm积分-微分方程的近似方法.首先,在Caputo分数阶导数意义下,将分数阶积分-微分方程转化为Laguerre多项式空间上的矩阵形式.然后,利用配置点得... 为求分数阶积分-微分方程的近似解,提出了一种基于Laguerre多项式求解分数阶Volterra-Fredholm积分-微分方程的近似方法.首先,在Caputo分数阶导数意义下,将分数阶积分-微分方程转化为Laguerre多项式空间上的矩阵形式.然后,利用配置点得到矩阵方程组来进行求解.最后,通过数值算例验证了该方法的有效性和准确性.该方法与Bernoulli小波法相比更简单精确. 展开更多
关键词 Laguerre多项式 CAPUTO分数阶导数 分数阶Volterra-Fredholm积分-微分方程 矩阵方程
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多项时间分数阶混合扩散-波动方程ADI有限差分法
10
作者 黎丽梅 易云玲 +1 位作者 郭欣雨 郭广源 《湖南理工学院学报（自然科学版）》 CAS 2024年第3期1-7,共7页
用交替方向隐式(ADI)有限差分法研究多项时间分数阶混合扩散-波动方程的数值解,在时间方向上,采用降阶的方法,将扩散项和波动项转化为RL积分项和扩散项,分别使用L2-1_(σ)和L1公式逼近;空间方向结合二阶中心差商离散,并通过数值算例验... 用交替方向隐式(ADI)有限差分法研究多项时间分数阶混合扩散-波动方程的数值解,在时间方向上,采用降阶的方法,将扩散项和波动项转化为RL积分项和扩散项,分别使用L2-1_(σ)和L1公式逼近;空间方向结合二阶中心差商离散,并通过数值算例验证差分格式的有效性. 展开更多
关键词 多项时间分数阶混合扩散-波动方程 交替方向隐式法 有限差分法
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基于分数阶Black-Scholes方程中的隐含波动率反问题
11
作者 宋苗苗 《商丘师范学院学报》 2025年第3期20-25,共6页
研究了分数阶Black-Scholes方程(TFBSM)中的双障碍期权及时间相关隐含波动率系数的恢复.与传统的双障碍期权模型不同,模型TFBSM引入了源项,以更好的模拟市场波动性的变化,更准确地定价双障碍期权.研究包括两个方面:一方面是针对正向问题... 研究了分数阶Black-Scholes方程(TFBSM)中的双障碍期权及时间相关隐含波动率系数的恢复.与传统的双障碍期权模型不同,模型TFBSM引入了源项,以更好的模拟市场波动性的变化,更准确地定价双障碍期权.研究包括两个方面:一方面是针对正向问题,即采用了L1-中心差分隐式逼近方案,有效地解决了初始边界值问题,同时提供了正向问题求解的收敛性分析.另一方面是逆问题,采用线性化技术,将直接问题转化为一个逆源问题.通过额外的数据来恢复隐含波动率,并证明了唯一性. 展开更多
关键词 反问题 时间分数阶偏微分方程 隐含波动率 唯一性
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一类分数阶积分-微分Langevin方程初值问题解的存在唯一性
12
作者 李跃龙 郝新安 《曲阜师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第4期22-28,共7页
该文研究含3个分数阶导数的非线性积分-微分Langevin方程初值问题.首先应用Schauder不动点定理得到了解的存在性结果,然后运用Banach压缩映射原理建立了解的唯一性,最后举例说明了主要结果的应用.
关键词 分数阶Langevin方程 积分-微分方程 存在性和唯一性 不动点
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两边空间-时间分数阶扩散方程的加权有限差分格式(英文) 被引量：4
13
作者 马维元 刘华 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期41-48,70,共9页
对于空间-时间分数阶扩散方程的初边值问题提出了一种加权差分格式.利用能量估计,得到了差分格式的稳定性.然后使用数学归纳法证明了在相同的条件下,所提出的的格式是收敛的.最后通过一个例子说明了所提出的格式是可靠的、有效的.
关键词 分数阶扩散方程 空间-时间分数阶导数 加权差分格式 收敛性 稳定性
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一类时间分数阶延迟微分方程的数值解法 被引量：3
14
作者 张艳敏 郭萍 段素芳 《沈阳大学学报（自然科学版）》 CAS 2014年第4期342-344,共3页
给出了一类时间分数阶延迟微分方程的一种数值解法,将传统的对时间的一阶导数利用α(0<α<1)阶导数来代替,证明了该格式的收敛性与稳定性,利用数值算例验证该方法是有效的.
关键词 时间分数阶导数 延迟微分方程 无条件收敛 无条件稳定
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空间分数阶微分方程混合问题的数值方法 被引量：6
15
作者 郑达艺 刘发旺 卢旋珠 《莆田学院学报》 2006年第2期11-14,共4页
考虑空间分数阶微分方程(即在一个标准的扩散-对流方程中,用分数阶导数代替空间二阶导数),给出了该分数阶微分方程的显式和隐式有限差分格式。并证明了显式格式条件稳定和条件收敛,而隐式格式则是无条件稳定和无条件收敛。
关键词 空间分数阶微分方程 显式有限差分格式 隐式有限差分格式 稳定性分析 收敛性分析
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时间-空间分数阶扩散方程 被引量：1
16
作者 朱波 韩宝燕 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2010年第6期750-752,共3页
讨论了用分数阶Caputo算子c0Dvt和分数阶Riesz算子▽xμ分别替换扩散方程中对时间和空间变量的偏导数后得到的时间-空间分数阶扩散方程定解问题,利用积分变换(Fourier变换、Laplace变换)及其逆变换得到时间-空间分数阶扩散方程的Green函... 讨论了用分数阶Caputo算子c0Dvt和分数阶Riesz算子▽xμ分别替换扩散方程中对时间和空间变量的偏导数后得到的时间-空间分数阶扩散方程定解问题,利用积分变换(Fourier变换、Laplace变换)及其逆变换得到时间-空间分数阶扩散方程的Green函数,并用Green函数得到有源时间-空间分数阶扩散方程Cauchy问题的解。 展开更多
关键词 时间-空间分数阶扩散方程 FOURIER变换 LAPLACE变换 GREEN函数 Mittag-Leffler函数
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时间分数阶偏微分方程的基本解 被引量：3
17
作者 陈春华 卢旋珠 《莆田学院学报》 2005年第5期11-13,共3页
利用傅立叶变换和拉普拉斯变换推导出空间全平面内的时间分数阶偏微分方程的基本解(格林函数)。此基本解的表达式可通过适当的变形求出。该方法也可用于求解相应的整数阶偏微分方程基本解。
关键词 时间分数阶微分方程 CAPUTO分数阶导数 傅立叶变换 拉普拉斯变换
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一类带变系数的空间分数阶偏微分方程的Chebyshev拟谱分法（英文） 被引量：2
18
作者 杨银 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期745-752,共8页
分数阶微分方程已经广泛地应用于工程等各个领域.在本文中,我们针对一类带变系数的空间分数阶偏微分方程,提出了一种Chebyshev拟谱的数值方法,其中分数阶导数是由Caputo分数阶导数定义.该方法能将空间分数阶偏微分方程转化为一个常微分... 分数阶微分方程已经广泛地应用于工程等各个领域.在本文中,我们针对一类带变系数的空间分数阶偏微分方程,提出了一种Chebyshev拟谱的数值方法,其中分数阶导数是由Caputo分数阶导数定义.该方法能将空间分数阶偏微分方程转化为一个常微分方程,然后在时间上用有限差分方法离散.数值实验表明该方法是有效的. 展开更多
关键词 空间分数阶偏微分方程 CHEBYSHEV多项式 拟谱方法 CAPUTO导数
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半线性Riemann-Liouville分数阶发展方程反馈时间最优控制
19
作者 宾茂君 施翠云 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2024年第3期687-698,共12页
该文研究Banach空间中一类半线性Riemann-Liouville.首先,利用不动点定理求解方程的温和解存在唯一性.其次,在半群是紧的前提下借助Cesari性质和Fillipove定理证明容许轨迹集的非空性.在此基础上证明时间反馈最优控制问题的存在性结果.... 该文研究Banach空间中一类半线性Riemann-Liouville.首先,利用不动点定理求解方程的温和解存在唯一性.其次,在半群是紧的前提下借助Cesari性质和Fillipove定理证明容许轨迹集的非空性.在此基础上证明时间反馈最优控制问题的存在性结果.最后,给出实例来说明文章的主要结果. 展开更多
关键词 半线性分数阶微分方程 容许轨迹 容许控制 反馈控制 时间最优控制
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非线性时间分数阶微分方程的exp(-Φ(ξ))解法
20
作者 王亚东 张新东 《应用数学进展》 2017年第4期515-522,共8页
本文主要研究(3+1)维Korteweg-de Vries Zakharov (KdV-ZK)方程的exp(-Φ(ξ))解法。利用exp(-Φ(ξ))方法获得所研究方程的近似解析解。数值算例表明,该方法在求解非线性分数阶微分方程的近似解析解时非常有效。
关键词 时间分数阶KdV -ZK方程 分数阶导数 精确解 exp(-Φ(ξ))方法
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