Adomian多项式的计算及其在整数阶和分数阶非线性微分方程中的应用

讨论分数阶微分方程和Adomian分解方法的应用.首先,回顾Adomian多项式的几种新的快速算法,包括单变量和多变量Adomian多项式.然后,讨论Rach-Adomian-Meyers修正分解方法、多级分解法和收敛加速概念,包括对角Pade近似和迭代Shanks变换.最后,研究Adomian分解法、修正分解法和收敛加速技术在分数阶微分方程求解中的应用.方法给出了容易计算、容易验证和迅速收敛的解析近似解序列.     

分数阶微分方程边值问题研究简介

分数阶微积分是一个古老而又新颖的课题,近30年来,由于在包括分形现象在内的物理、工程等诸多应用学科领域应用的拓展,激发了科研人员对分数阶微积分的巨大热情。分数阶微分方程现在已应用于分数物理学、混沌与湍流、粘弹性力学与非牛顿流体力学、高分子材料的解链、自动控制理论、化学物理、随机过程和反常扩散等许多科学领域。分数阶微分方程边值问题是非线性常微分方程理论研究中一个活跃而成果丰硕的领域。本文讨论了分数阶微分方程边值问题的一些理论,介绍了作者的著作《分数阶微分方程边值问题理论及应用》的基本内容。     

Van der pol情绪混沌模型的滑模同步

研究了整数阶分数阶vanderpol情绪混沌模型的滑模同步问题,利用分数阶微积分给出了情绪模型的主从系统取得同步的充分条件,研究表明,一定条件下,Van der pol情绪模型的主从系统能够达到同步,数值仿真验证了该方法的可行性.     

Van der Waals气体Euler方程的活塞问题

研究了修正的Van der Waals气体Euler方程的活塞问题.利用Maxwell提出的等面积法则,将Van der Waals气体状态方程修正为与实际相符合,从而将方程从混合型转会化为双曲型.利用特征分析法,给出修正的Van der Waals气体Euler方程的Riemann问题前向波的所有解,从而进一步给出了推拉活塞时气体的所有运动.     

分数阶常微分方程迭代方法的解

通过采用分数阶积分与导数的复合,把分数阶常微分方程转化为积分方程.构造出迭代格式,证明它的收敛性,进一步给出近似解的误差估计.并给出数值例子.     

常系数线性分数阶微分方程组的解

本文研究了常系数线性分数阶微分方程组的求解问题.利用逆Laplace变换,Jordan标准矩阵和最小多项式,得到矩阵变量Mittag-Leffler函数的三种不同的计算方法,包含了常系数线性一阶微分方程组的解.     

谐和随机噪声联合作用下Van der PolDuffing振子的参数主共振

研究了Van der Pol－Duffing振子在谐和与随机噪声联合激励下的参数主共振响应和稳定性问题。用多尺度法分离了系统的快变项，并求出了系统的最大Liapunov指数和稳态概率密度函数，还分析了失稳、分 叉和跳跃现象，讨论了系统的阻尼项、非线性项、随机项和确定性参激强度等参数对系统响应的影响。数值模拟表明所提出的方法是有效的。     

随机分数阶微分方程初值问题基于模拟方程法的数值求解

基于模拟方程法,提出了一种求解随机分数阶微分方程初值问题的数值方法.考虑含两个分数阶导数项的微分方程,引入两个线性的、非耦合的随机模拟方程,利用它们解构原方程,借助Laplace变换及逆变换,得到方程解的积分表达式,同时建立起两个模拟方程之间的联系,结合初始状态,得到求解随机微分方程初值问题的数值迭代算法.作为特例,对于含两个分数阶导数项线性常微分方程的初值问题,给出了基于模拟方程法的数值解法的显式结果.该方法是稳定的,它的误差仅存在于积分近似时的截断误差和计算软件的舍入误差.应用实例说明了数值方法在确定和随机情形的有效性和准确性.     

一致分数阶非线性微分方程的精确解

同时考虑了Kudryashov方法和Khalil一致分数阶变换,构造了求解一致分数阶非线性微分方程精确解的新方法,并将其用于求解时间-空间一致分数阶Whitham-Boroer-Kaup方程,得到了Whitham-Boroer-Kaup方程新的精确解,验证了该方法的有效性和可行性.     

分数阶Duffing混沌系统的动力性态及其由单一主动控制的混沌同步

随着物理与技术的深入研究,分数阶非线性系统的动力性态及其分数阶混沌系统的同步成为研究的焦点.研究了分数阶Duffing系统的动力性态包括混沌性质,并且由分数阶非线性稳定性准则得到了分数阶非自治系统的混沌同步.特别地,研究了由单一主动控制的分数阶Duffing系统的同步.相应的数值结果演示了方法的有效性.     

Van der Pol方程周期解的分解算法

1 引言 动力系统周期解方程的研究是一个重要而有兴趣的问题,当系统周期解的方程能够写出来时,不但可以确定它的准确或近似位置,而且还可以研究当周期解因微分方程中的参数变动而消失时,它是否跑到二维复空间中去,对于人所熟知的van der Pol方程     

LIMIT CYCLES OF CUBIC VAN DER POL EQUATION WITH ONE FINITE CRITICALPOINT

ItiswellknownthatavarietyofsignificantpracticalproblemsleadtoVanderPciequation'Equation(l)canalsobewritteninitsequivalentformItisacubicdifferentialsystemiff(x,y)y h(x)isacubicpolynomial,correspondingly,equation(1)issaidtobecubicVanderPciequation.Inthispap…     

EXISTENCE AND UNIQUENESS OF SOLUTIONS TO A NONLINEAR FRACTIONAL DIFFERENTIAL EQUATION

The initial value problem of a nonlinear fractional differential equation is discussed in this paper. Using the nonlinear alternative of Leray-Schauder type and the contraction mapping principle,we obtain the existence and uniqueness of solutions to the fractional differential equation,which extend some results of the previous papers.     

线性随机分数阶微分方程Euler方法的弱收敛性与弱稳定性

本文主要研究了线性随机分数阶微分方程Euler方法的弱收敛性与弱稳定性.首先构造了数值求解线性随机分数阶微分方程的Euler方法,然后证明该方法是弱稳定的和α阶弱收敛的,文末给出的数值算例验证了所获得的理论结果的正确性.     

POSITIVE SOLUTIONS TO m-POINT BOUNDARY VALUE PROBLEM OF NONLINEAR FRACTIONAL DIFFERENTIAL EQUATION WITH p-LAPLACIAN

In this paper,we are concerned with the existence of positive solutions to an m-point boundary value problem with p-Laplacian of nonlinear fractional differential equation.By means of Krasnosel'skii fixed-point theorem on a convex cone and Leggett-Williams fixed-point theorem,the existence results of solutions are obtained.     

EXISTENCE AND UNIQUENESS OF POSITIVE SOLUTIONS TO NONLINEAR DELAY FRACTIONAL DIFFERENTIAL EQUATIONS

Using a fixed point theorem,this paper discusses the existence and uniqueness of positive solutions to a system of nonlinear delay fractional differential equations and obtains some new results.     

分数阶微分方程的理论和数值方法研究

分数阶偏微分方程的研究有很长的历史,并在最近十多年得到快速发展.相比极为有限的理论成果,数值方法的研究成果已经相当丰富,几个国际研究团队对此作出了贡献.本文旨在对分数阶微分方程的理论与数值方法研究成果做个简要的评价,聚焦总结评述与高阶方法发展密切相关的研究.主要内容为讨论最基本的三类方程:时间分数阶扩散方程、空间分数阶扩散方程、以及时空分数阶扩散方程的理论进展和数值方法研究在最近十年取得的结果.我们还有针对性地选择一些算例,用以说明几个重要方法的精度和有效性.     

NUMERICAL SOLUTION OF THE SPACE FRACTIONAL DIFFERENTIAL EQUATION

In this paper, a space fractional differential equation is considered. The equation is obtained from the parabolic equation containing advection, diffusion and reaction terms by replacing the second order derivative in space by a fractional derivative in space of order. An implicit finite difference approximation for this equation is presented. The stability and convergence of the finite difference approximation are proved. A fractional-order method of lines is also presented. Finally, some numerical results are given.     

奇摄动分数阶微分方程的渐近解

本文研究了一类奇摄动非线性分数阶微分方程初值问题.利用伸长变量构造出解的形式展开式,并利用微分不等式理论,证明了解的一致有效的渐近式.所得的结果具有较好精度的近似解.     

具脉冲时滞的Duffing型方程的周期解

利用Mawhin重合度理论,研究了脉冲时滞Duffing型方程的周期解的存在性.本 文结果即使对相应的非脉冲Duffing型方程也是新的.