三种分形和分数阶导数阻尼振动模型的比较研究

标准的整数阶导数方程不能准确描述粘弹性材料的记忆性[1]和阻尼的分数次幂频率依赖[2],因此分形导数、分数阶导数及正定分数阶导数被用于描述粘弹性介质中的阻尼振动.该文通过分析模型和数值模拟,比较了三种模型描述的振动过程.结果显示,当p小于约0.75或大于约1.9时(p为非整数阶导数的阶数),分形导数模型衰减最快;当p大于约0.75且小于约1.9时,正定分数阶导数模型衰减最快,衰减最慢的分别为分数阶导数模型(p<1)和分形导数模型(p>1).且正定分数阶导数模型衰减快于分数阶导数模型,当p接近2时,两种模型较为相近.

空间分数阶导数“反常”扩散方程数值算法的比较

分别采用显式差分格式、隐式差分格式以及Crank-Nicholson差分格式数值求解空间分数阶导数,并从局部截断误差、稳定性、计算量三个方面进行比较分析;通过数值算例验证分析结果.

分数阶微分方程的数值算法:现状和问题

一些复杂力学过程的经验公式经常表现为幂律函数形式，相应的力学本构关系不满足标准的“梯度”律，如Darcy律、Fourier热传导和Fick扩散等．这些力学过程有明显的记忆、遗传和路径依赖性质．经典的整数阶导数在描述上述问题时需要构造非线性方程，引进一些人为的经验参数和与实际不符的假设条件，