高维非齐次时间分数阶扩散-波动方程的解析解问题

分数阶微积分是专门研究任意阶积分和微分的数学性质及其应用的领域,是传统的整数阶微积分的推广,分数阶微分方程是含有非整数阶导数的方程.时间分数阶扩散-波动方程可以用来模拟由传统的扩散-波动方程演变而来的反常扩散方程.考虑在有限区间上高维非齐次时间分数阶扩散-波动方程的初边值问题.利用分离变量法,导出了高维非齐次时间分数阶扩散-波动方程初边值问题的基本解.     

一类时间分数阶偏微分方程的解

考虑一类时间分数阶偏微分方程,该方程包含几种特殊情况:时间分数阶扩散方程、时间分数阶反应-扩散方程、时间分数阶对流-扩散方程以及它们各自相对应的整数阶偏微分方程.通过Laplace-Fourier变换及其逆变换,该方程在空间全平面和半平面内的基本解可以求出,但其表达式则是通过适当的变形来求.另外,对于有限域上的初边值问题,则可由Sine(Cosine)-Laplace变换导出该方程的一种级数形式的解,并通过两个数值例子来说明该方法的有效性.     

基于Caputo导数的Miller-Ross序列导数微分方程的稳定性分析

讨论了基于Caputo导数的Miller-Ross序列导数的分数阶微分方程的稳定性.根据Laplace变换,得到分数阶微分方程的解;应用Mittag-Leffler函数的渐近展开,讨论了方程的稳定性.分两部分:齐次方程与非齐次方程.     

变系数的分数阶非齐次线性微分方程

主要采用分数阶的幂级数展开的方法,研究α阶和2α阶非齐次线性微分方程解的形式.改进了原有的齐次变系数的分数阶微分方程关于数值解的结论.     

一类半线性分数阶σ-发展方程解的整体存在唯一性

本文研究一类半线性时间分数阶σ-发展方程的Cauchy问题.利用改进的Bessel函数得到相应线性齐次问题解的能量估计,通过整体迭代法,在小初值情形下证明了在非线性项指数满足一定条件的情况下解的整体存在唯一性.本文在特殊情形下所得结论的极限与经典结论一致.     

分数阶微分方程的一些新结果

第一部分,介绍分数阶导数的定义和著名的Mittag—Leffler函数的性质．第二部分,利用单调迭代方法给出了具有2序列Riemann—Liouville分数阶导数微分方程初值问题解的存在性和唯一性．第三部分,利用上下解方法和Schauder不动点定理给出了具有2序列Riemann—Liouville分数阶导数微分方程周期边值问题解的存在性．第四部分,利用Leray—Schauder不动点定理和Banach压缩映像原理建立了具有n序列Riemann—Liouville分数阶导数微分方程初值问题解的存在性、唯一性和解对初值的连续依赖性．第五部分,利用锥上的不动点定理给出了具有Caputo分数阶导数微分方程边值问题,在超线性（次线性）条件下C310,11正解存在的充分必要条件．最后一部分,通过建立比较定理和利用单调迭代方法给出了具有Caputo分数阶导数脉冲微分方程周期边值问题最大解和最小解的存在性．     

非光滑时间分数阶齐次扩散方程的修正

当初值不光滑时,时间分数阶齐次扩散方程数值方法的精度会下降.为了得到高阶时间收敛格式,提出加权移位的Grünwald-Letnikov的修正格式,运用Lubich的修正方法,得到非光滑时间分数阶齐次扩散方程的收敛阶仍为O(k²).最后,通过数值算例验证了数值计算结果与理论计算结果一致.     

分数阶微分方程边值问题解的存在性

应用Gteen函数将分数阶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非线性分数阶微分方程边值问题解的存在性．讨论非线性分数阶微分方程边值问题,应用Green函数,将其转化为等价的积分方程,并设非线性项满足Caratheodory条件,利用非紧性测度的性质和M6nch’s不动点定理证明解的存在性．     

基于组合神经网络的时间分数阶扩散方程计算方法

该文首次采用一种组合神经网络的方法，求解了一维时间分数阶扩散方程.组合神经网络是由径向基函数（RBF）神经网络与幂激励前向神经网络相结合所构造出的一种新型网络结构.首先，利用该网络结构构造出符合时间分数阶扩散方程条件的数值求解格式，同时设置误差函数，使原问题转化为求解误差函数极小值问题；然后，结合神经网络模型中的梯度下降学习算法进行循环迭代，从而获得神经网络的最优权值以及各项最优参数，最终得到问题的数值解.数值算例验证了该方法的可行性、有效性和数值精度.该文工作为时间分数阶扩散方程的求解开辟了一条新的途径.     

广义二阶流体分数阶反常扩散速度场、应力场及涡旋层的理论分析

研究了在广义二阶流体中,由于平板在自身所在平面运动而引起的时间分数阶反常扩散速度场,以及由此所产生的应力场及涡旋层的反常扩散问题.许多经典的和前人所得到的结果,都可作为本文结果的特例而出现.例如,Wyss有关分数阶扩散方程的解;经典的Rayleigh时空相似性解;Bagley等人有关应力场和速度场之间的关系式;以及Podlubny所做的有关分数阶平板运动方程的解等.此外,还获得了许多有意义的理论结果.例如,时间分数阶扩散指数β大于广义二阶流体指数α是涡旋层生成的必要条件.涡量分布函数的建立依赖于流场该点速度剖面的时间历程, 而这种历程是可以用分数阶微积分来刻画的等.     

On a new class of analytic function derived by a fractional differential operator

Making use of the fractional differential operator, we impose and study a new class of analytic functions in the unit disk (type fractional differential equation). The main object of this paper is to investigate inclusion relations, coefficient bound for this class. Moreover, we discuss some geometric properties of the fractional differential operator.     

分数阶尺度函数的分解与重构算法

引入分数阶多分辨分析与分数阶尺度函数的概念.运用时频分析方法与分数阶小波变换,研究了分数阶正交小波的构造方法,得到分数阶正交小波存在的充要条件.给出分数阶尺度函数与小波的分解与重构算法,算法比经典的尺度函数与小波的分解与重构算法更具有一般性.     

Properties of fractional operators with fixed memory length

In this present paper, we discuss some properties of fractional operators with fixed memory length (Riemann–Liouville fractional integral, Riemann–Liouville and Caputo fractional derivatives). Some observations and examples are discussed during the article, in order to make the results well defined and clear. Furthermore, we consider the fundamental theorem of calculus for fractional operators with fixed memory length.     

一类推广的离散分数阶Gronwall不等式

离散不等式,特别是离散的Gronwall不等式已被广泛应用于差分方程的研究.近年来,分数阶微分方程引起很多学者的关注.因此,利用一种新的分数阶和分的定义和不等式的方法,讨论一类更一般的离散分数阶Gronwall不等式.     

ON A NEW CLASS OF ANALYTIC FUNCTION DERIVED BY A FRACTIONAL DIFFERENTIAL OPERATOR

Making use of the fractional differential operator, we impose and study a new class of analytic functions in the unit disk （type fractional differential equation）. The main object of this paper is to investigate inclusion relations, coefficient bound for this class. Moreover, we discuss some geometric properties of the fractional differential operator.     

On the properties of a Cauchy-type problem for an abstract differential equation with fractional derivatives

We study the relationship between the solutions of abstract differential equations with fractional derivatives and their stability with respect to the perturbation by a bounded operator. Besides, we obtain representations for the solution of an inhomogeneous equation and for an equation containing a fractional power of the generator of a cosine operator function.     

Fractal Dimension of Graph of Weierstrass Function and Its Derivative of the Fractional Order

In this paper,we obtain the fractal dimension of the graph of the Weierstrass function, its derivative of the fractional order and the relation between the dimension and the order of the fractional derivative.     

一类分形插值函数的分数阶微积分

介绍了分形插值函数和迭代函数系统以及v阶黎曼-刘维尔分数阶积分、微分的概念和相关定理.由于分形插值函数满足应用分数阶微积分处理问题的条件,所以利用这些概念及分步积分的方法讨论了折线段分形插值函数的分数阶积分的连续性,可微性及哪些点是不可微的,进一步说明了该插值函数分数阶微分的连续性并指出其不连续点,用黎曼-刘维尔分数阶微积分与分形插值函数结合起来研究,目的是想设法跟经典微积分一样,能找出函数上在该点的微积分的具体的实际应用意义.这些理论为研究分形插值函数的分数阶微积分的实际应用意义提供了一些理论基础.