具p-Laplacin算子的Caputo型分数阶微分方程边值问题的解

主要运用Schauder不动点定理,研究了一类具p-Laplacin算子的Caputo型分数阶微分方程的边值问题,得到了解决这类问题解的存在性的充分条件,并给出实例加以验证.

高阶次 Caputo型分数阶微分算子及其图像增强应用

近年来基于分数阶微积分的信号和图像处理受到广泛关注.目前常见的应用于图像处理的分数阶微分算子包括G-L(Grünwald-Letnikov)型、R-L(Riemann-Liouville)型和Caputo型3种.G-L和R-L算子尽管能对图像有着一定的增强效果,但其对图像对比度、清晰度的提升有限;而Caputo型微分掩模算子目前多限于(0,1)阶的低阶算子,其高阶次算子的研究和应用相对较少.对高阶次Caputo型分数阶微分算子及其图像增强应用进行研究,首先针对(1,2)阶、(2,3)阶次Caputo型分数阶微分构建一种基于向前差分的微分掩模算子,并对其误差进行了论证;其次进一步给出了更高阶次Caputo型分数阶微分算子的矩阵化表现形式;最后在此基础上将所提出的高阶次Caputo型分数阶微分掩模算子应用于图像增强.实验结果表明所提出的高阶次Caputo型分数阶微分算子取得了很好的图像增强效果,对提升图像的对比度、清晰度和平均梯度具有较为明显的优势.

一类非线性Caputo型分数阶微分方程耦合系统解的存在性和稳定性

研究一类非线性Caputo型分数阶微分方程耦合系统的边值问题。首先,将方程转化为等价的积分方程;其次,利用Leray-Schauder抉择和Banach压缩映像原理讨论该边值问题解的存在性和唯一性的充分条件;最后,分析该耦合系统的Ulam-Hyers、Ulam-Hyers-Rassias和Ulam-Hyers-Mittag-Leffer稳定性。

一类Caputo型分数阶微分方程边值问题多重正解存在的充分条件

研究了一类非线性项带有分数阶导数的Caputo型分数阶微分方程的边值问题.首先,将方程转化为等价的积分方程;其次,通过计算得到了与该方程相应的格林函数,并且分析了所得的格林函数的性质;最后,利用格林函数的性质以及Guo-Krasnosel’skii不动点定理和Leggett-Williams不动点定理得到了该边值问题分别存在1个正解和3个正解的充分条件.

Caputo型分数阶微积分求解及其误差估计

研究Caputo型分数阶微分函数的正解情况,考察其正解的唯一性问题,进而研究其数值求解的误差估计,所得结果拓展了Wyss的研究成果.

Caputo型分数阶微分方程边值问题解的存在唯一性

主要探讨一类Caputo型分数阶微分方程边值问题解的存在唯一性.通过将边值问题转化为等价的Fredholm积分方程,在巴拿赫空间上运用不动点定理,证明了积分方程解的存在性和唯一性.

Caputo型分数阶导数的一个离散格式

由于在科学与工程中的成功应用,分数阶偏微分方程越来越受到研究者的重视。分数阶偏微分方程的数值方法研究也成为近年来计算数学的一个重要方向,对于0<α<1阶的Caputo导数分数阶方程,常用L1离散公式,但是对于1<β<2阶的Caputo导数的分数阶方程被积函数含有时间的二阶导数,L1离散公式不可以直接用,研究结果相对较少。本文针对分数阶方程中的分数阶导数进行分析,通过对u做Hermite插值的方法,得到Caputo型分数阶导数的离散格式,并得到了O(τ3-β)的收敛阶。

Caputo型对流方程的间断伽辽金有限元方法

研究了一类带有初始弱正则性的时间分数阶对流方程的高精度数值逼近方法,其中时间分数阶导数是Caputo意义上的。结合时间分数阶导数的非均匀Alikhanov公式和空间方向上的间断伽辽金有限元方法给出了全离散数值格式,并分析了格式的稳定性、收敛性和误差估计。最后,通过数值算例验证了算法的有效性和理论精度。

二维Caputo型时间分数阶热传导方程非齐次初边值问题的研究

本文基于Povstenko型分数阶热弹性理论推导出Caputo型时间分数阶热传导方程,应用分离变量法和Laplace变换法,求解了二维有热源项的时间分数阶热传导方程的非齐次初边值问题,并给出详细的求解过程。最后通过具体的算例,分析了分数阶阶数 在不同的初边值条件下对于热传导过程的影响。

2 + 1维Caputo型时间分数阶膜振动方程的各种精确解

本文利用变量分离法研究了一个2 + 1维Caputo型时间分数阶膜振动方程的精确求解问题。通过Laplace变换及其逆变换,在一定的初始条件下,借助于Bessel方程的解的相关性质,系统地对此方程的解进行了研究,获得了Caputo型时间分数阶膜振动方程的几种精确解的一般表达式。

一类含参数的Caputo型分数阶微分方程正解的唯一性

研究了一类含参数的Caputo型分数阶微分方程正解的唯一性问题。通过运用Green函数的性质,给出了该问题存在唯一正解的存在定理,并利用凹算子不动点定理,证明了该分数阶微分方程存在唯一正解的充分条件。

具有状态依赖时滞的Caputo分数阶中立型泛函微分方程的柯西问题

具有状态依赖时滞的泛函微分方程是微分系统的重要内容。文章研究具有状态依赖时滞的Caputo分数阶中立型泛函微分方程的柯西问题。先利用Schaefer不动点定理及Gronwall不等式技巧得到该方程解的存在性,然后利用广义Winston单调时滞条件和反证法得到该方程解的唯一性结论,推广已有的结果。

一类Caputo型分数阶微分方程边值问题多正解的存在性

【目的】研究一类Caputo型分数阶微分方程边值问题。【方法】将该问题转化为等价的积分方程,构造相应的算子方程,在合适的工作空间中运用广义Avery-Henderson不动点定理研究该方程正解的存在性。【结果】该方程至少有3个正解。【结论】举例说明所得到的结论具有较广泛的适应性,推广和改进了已有的一些成果。

记忆依赖型偏微分方程数值解研究

若将经典的弦振动方程与热传导方程中关于时间的变化率替换成记忆依赖型导数形式,其解的性态会发生怎样的变化呢?相对于普通导数而言,记忆依赖型导数可反映物理过程对过去状态的依赖性。与分数阶导数相比,其核函数的选取更自由,依赖区间也不会随时间的增长而增大,故而记忆依赖型偏微分方程也应具有更强表现力。本文针对核函数为线性函数的情况进行探讨。数值结果显示:1) 其解的性态介于弦振动方程和热传导方程之间,既有波动性又有衰减性,振幅随时滞和扩散系数的增大而减小。2) 与Caputo型分数阶偏微分方程相比,其波动性更强,振幅衰减更慢。

线性分数阶中立型系统的有限时间稳定(英文)

本文研究了一类Caputo分数阶中立型系统.利用分步法,获得了该系统的初值问题的存在唯一性结果,再利用Gronwall不等式,证明了该系统的有限时间稳定性.

基于网络的一类时滞分数阶耦合系统Razumikhin型稳定定理

研究了由时滞分数阶微分方程构建的新耦合系统稳定问题。通过使用适合耦合系统的基于图论方法的Lyapunov函数构建思想,得到了带有时滞的耦合系统的Razumikhin型全局一致稳定和一致渐近稳定定理。

时间分数阶Black-Scholes方程的重心Lagrange插值配点法

针对欧式期权定价的时间分数阶Black-Scholes模型,设计一种重心Lagrange插值配点法格式.首先,采用Laplace变换近似Caputo型分数阶导数,将分数阶方程转化为整数阶方程;然后,在时-空方向上均采用重心Lagrange插值配点法进行离散,构造重心Lagrange插值配点法格式.结果表明:时间分数阶Black-Scholes方程的重心Lagrange插值配点法具有高精度和有效性.

用格子Boltzmann方法求解修正的时间分数阶方程

首先,根据Taylor展开和Chapman-Enskog多尺度展开等技术,用格子Boltzmann方法准确地恢复所讨论的宏观方程,并推导D1Q3和D2Q9模型的平衡态分布函数的表达式.其次,给出两个数值实例验证该方法的有效性.结果表明,用格子Boltzmann方法能求解Caputo型修正的时间分数阶方程的数值解.

分数阶微分方程积分边值问题正解的存在性

利用锥上不动点定理,研究一类分数阶微分方程积分边值问题正解的存在性,得到了边值问题至少存在一个正解的充分条件,并给出了应用实例.

分数阶微分方程耦合系统边值问题解的存在性

应用Green函数将微分方程边值问题可转化为等价的积分方程。近来此方法被应用于讨论分数阶微分方程边值问题正解的存在性。本文讨论非线性分数阶微分方程耦合系统的两点边值问题,应用Green函数,将其转化为等价的积分方程耦合系统,并设非线性项在无穷远处有增长条件,应用Schauder不动点定理证明解而非限于正解的存在性。