具有延迟项的分数阶偏微分方程的再生核解法研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:controlzhang
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目前分数阶微分方程以及延迟微分方程已经被广泛的应用于各个科学领域,正因如此很多学者已开始对方程解的稳定性、存在唯一性等相关问题进行研究。但是一般来说,很难给出这类方程的精确解。本文在 Caputo分数阶导数定义下,针对具有延迟项的分数阶偏微分方程,在再生核空间中构造了一个新的方法,给出了方程的精确解,同时获得了该方程的数值解。  本文首先简单的介绍了再生核理论以及分数阶微积分的发展过程和研究现状,明确给出分数阶微积分的基本定义及几个实际用例;然后对再生核空间的基本理论进行介绍,同时给出了再生核空间中再生核函数的具体表达式;求解具有延迟项的分数阶偏微分方程时,构造具体的变换将初边值条件齐次化,并针对具体方程构造再生核空间,求得再生核函数的表达式。在再生核空间中将原方程变成等价算子方程,利用再生核函数在原像空间中构造一组函数系并证明其为原像空间的一组完全系,从而给出方程解的无穷级数表达形式,进而获得该算子方程的精确解。构造数值算法,获得该算子方程的数值解。最后利用数值算例验证本文提出的方法的有效性。
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本文针对自然界出现的昼夜节律现象(生物体的生理、生化和行为以24小时为周期的振荡),以反应扩散昼夜节律模型(具时滞与不具时滞)为研究对象,利用抛物型、椭圆型偏微分方程基