配置方法求多阶的分数阶常微分方程的数值解

采用配置样条方法,以多项式样条函数的形式得出多阶的分数阶常微分方程的数值解,通过比较数值解与精确解的结果证实了此方法是求解分数阶方程的一种有效数值算法.     

一类分数阶微分方程的再生核数值方法

针对分数阶微分方程边值问题解析解求解困难的问题,研究了一类求解分数阶边值问题的再生核数值方法。基于再生核理论,通过对分数阶微分方程边值条件齐次化,建立了一个包含分数阶微分方程边值条件的再生核空间,并将分数阶微分方程转化为算子方程。利用再生核空间的良好性质获得这类方程级数形式的精确解,通过截断方程级数形式的精确解获得方程的近似解,并在再生核空间中证明了所提方法的收敛性,给出了误差估计。数值算例表明,利用再生核数值方法求解分数阶微分方程边值问题是有效的。     

基于空间分数阶偏微分方程的图像去噪模型研究

为了在获取更高信噪比的同时更多地保留图像边缘和纹理等细节信息,将分数阶微积分理论和偏微分方程方法有效结合,构建了基于空间分数阶偏微分方程的图像去噪模型,并利用分数阶微分掩模算子来实现去噪模型的数值计算。该去噪模型通过引入以分数阶梯度模值为参数的边缘停止函数并选择合适的分数阶微分阶次,由此能够在一定程度上解决传统去噪模型存在的不足之处。实验结果表明,基于空间分数阶偏微分方程的图像去噪模型较传统的去噪模型不仅可以提高图像的信噪比,而且可以更好地保留图像边缘和纹理等细节信息。     

利用分数阶(G′G)展式法构造分数阶KdV-Burger方程方程的精确行波解

(G′G)展式法是一种行之有效的求解分数阶偏微分方程的方法.利用行波变化与齐次平衡技巧可以对该方法进行拓展,拓展后的方法能够处理更一般的分数阶偏微分方程.最后将拓展后的方法应用到基于黎曼-刘维尔积分意义下的时间空间分数阶KdV-Burger方程中,通过符号计算可以得到方程的精确行波解.与其他方法相比,拓展的(G′G)展式法不需要进行变换和数值逼近,计算更加的简洁.     

Legendre算子矩阵求解分数阶微分方程

本文考虑用勒让德（Legendre）算子矩阵求解分数阶微分方程的数值解。这种方法是取勒让德多项式的有限项,把勒让德多项式和算子矩阵结合起来,对给定的函数做了有效的离散,将分数阶微分方程转化为代数方程组,使得计算更简便,并给出数值算例验证了方法的有效性。     

汇率变动的分数阶福克——普朗克方程

该文主要运用拉普拉斯变换、拉普拉斯逆变换,以R.Friench模型为基础,推导出随机过程{△X(Sα(t))}的概率密度函数所满足的分数阶福克-普朗克方程.并且指出,所得到的分数阶福克-普朗克方程要比古典的福克-普朗克方程优越,更适合描述外汇市场中外汇的变化规律,从而为下一步推导非古典的期权定价方程奠定了理论基础.     

带有分数阶边值条件的分数阶差分方程的正解

研究了一类带有分数阶边值条件的分数阶差分方程正解的存在性问题.首先利用分数阶差分方程理论和边值条件给出了解的结构,其次分析了Green函数的一些性质,最后利用锥上的不动点定理证明了该问题正解的存在性.     

分数阶微分方程多点边值问题正解的存在唯一性

为了研究分数阶微分方程多点边值问题解的存在唯一性,主要利用和算子的不动点定理以及格林函数的性质,得到一类分数阶微分方程多点边值问题正解的存在唯一性,并且通过构造迭代序列来逼近此正解的结果,进而得出对此类边值问题正解的估计结论.作为应用,最后给出了一个例子.     

基于分数阶线性系统初态学习的PDα-型迭代学习控制

为了消除任意初始状态对系统的影响,针对一类具有任意初始状态的分数阶线性连续系统,提出了一种具有初始状态学习的开环和开闭环PDα-型分数阶迭代学习控制算法.在Lebesgue-p范数的意义下,利用卷积积分的广义Young不等式在迭代域中给出具有抗干扰的PDα-型算法收敛的充分条件.实验结果表明,该算法能够保证跟踪误差的收...     

一类时滞分数阶差分方程边值问题解的存在性

研究一类时滞分数阶差分方程边值问题解的存在性.首先,根据边值问题的特点,给出上下解的定义,并证明了比较定理; 然后,利用上下解方法和单调迭代技术获得了边值问题解的存在性定理和唯一性定理; 最后,利用拓扑度理论获得了该边值问题的多解性定理.     

分数阶积分的图像去噪算法

为了在去噪的同时更好地保留图像的细节纹理信息,提出一种分数阶积分的图像去噪算法FIDA。论述了FIDA在135°、90°、45°、0°、180°、315°、270°、225°这8个方向上的分数阶积分掩模的构造,及FIDA的数值运算规则。实验以视觉感知和PSNR值两个主、客观标准对FIDA的去噪性能进行度量,表明FIDA去噪算法的有效性:在去噪的同时对图像的边缘纹理细节信息保留较好,尤其是对灰度变化不大的弱边缘和弱纹理细节信息的有效保留。     

分数阶微分方程连续解的存在性定理

研究了更为一般的分数阶微分方程是否存在连续解的问题.若微分方程中的函数满足条件 |f(t,u)-f(t,v)|≤λ(t)h(r) 时,由于考虑到了该微分方程所等价的积分方程,故通过定义算子利用 Schander 不动点定理得到了此类分数阶微分方程连续解的存在性定理.当λ(t) 为常数时,条件变为了 Osgood 条件,...     

一类奇摄动分数阶微分方程的渐近解

讨论了一类奇摄动分数阶微分方程边值问题。在适当假设条件下,先求出该问题的外部解,再运用双参数展开理论构造出边界层矫正项,得到解的形式渐近展开式,最后运用极值原理进行余项估计。     

分数阶微分方程f~(α)(x)=λf+g的一种新解法

利用积分方程,给出了分数阶微分方程ｆ（α）（ｘ）＝λｆ＋ｇ的解法．     

分数阶扩散方程及数值解

该文对布莱克-斯库勒模型中的股票价格,运用莱维分布中判断时间非独立变量有非独立、稳定增值的充分必要条件处理求解缺陷,然后利用无风险利率对其进行简化,求得此股票价格的一个解,随之运用拉普拉斯变换及所得到的股票价格的解来研究欧体期权价值所满足的方程,试图得到欧体期权价值方程的数值解。     

变时间分数阶非定常对流扩散方程的数值分析

考虑变时间分数阶非定常对流扩散方程的数值逼近问题,首先,采用分段线性插值法结合对一阶时间导数的一个二阶近似离散Coimbra变时间分数阶导数,然后,用中心差分离散一阶空间分数阶导数和二阶空间分数阶导数。最后,用数值例子验证了提出的数值方法,说明了数值方法的有效性。     

分数阶脉冲积分微分方程的解

基于分数阶微积分和不动点定理,我们讨论一类非局部条件下分数阶脉冲积分微分方程解的存在性,主要方法是将分数阶积分微分方程转化为与之等价的积分方程,然后在Lipschitz型条件下利用Banach压缩原理证明其解的存在性。     

分数阶捕食者—食饵模型的变分迭代法

讨论了一类分数阶捕食者—食饵模型的变分迭代方法(Variational Iteration Method,VIM)。对该模型进行积分变换，得到与之等价的耦合积分微分方程组。根据变分原理，得出拉格朗日乘子，构建VIM求解格式，并对求解格式的收敛性进行分析。最后进行了相关的数值模拟，模拟结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于分数阶的磁流变液粘弹性研究

引入分数微积分理论研究磁流变液体的粘弹特性。建立基于分数阶的Maxwell模型,采用贮能模量和耗能模量曲线,展示磁流变液的粘弹特性。在磁流变液体不同的实验条件下,理论的贮能模量和耗能模量均能与实验结果较好地拟合。结果表明,分数阶本构方程能够较好地描述磁流变液的阻尼特性,且方程分数阶算子与磁流变液物质参数有关。