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含两个时间分数阶导数的二维反常扩散方程求解与微分阶数反演
  • ISSN号:1673-2618
  • 期刊名称:《滨州学院学报》
  • 时间:0
  • 分类:O175[理学—数学;理学—基础数学]
  • 作者机构:山东理工大学理学院,山东淄博255049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11371231,11071148)
中文摘要:

对于一类含两个时间分数阶导数的二维反常扩散方程,基于对时间分数阶导数在Caputo意义下的离散,得到一个有限差分格式;利用分离变量法与Laplace变换得到该问题的解析解,并将两种方法得到的解进行数值比较.进一步,给定终值时刻数据,应用同伦正则化算法对扩散方程中的两个时间微分阶数进行数值反演,并给出反演算例.数值结果表明随着数据扰动水平的降低,解误差逐步变小,所用的反演算法对微分阶数反问题是有效的.

英文摘要:

A finite difference scheme is introduced to solve the 2D two-term time-fractional diffusion equation based on Caputors discretization to the time fractional derivatives. Using the method of separation of variables and Laplace transform, analytical solution to the forward problem is obtained, and numerical test is presented to compare the finite difference solution with the analytical solution. Furthermore, the homotopy regularization algorithm is applied to solve the inverse problem of determining the fractional orders given additional data at the final time. Numerical inversions with noisy data are performed, and the inversion solutions error becomes small as the noise level goes to small demonstrating the effectiveness of the proposed algorithm.

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期刊信息
  • 《滨州学院学报》
  • 主管单位:山东省教育厅
  • 主办单位:滨州学院
  • 主编:邹丽娜
  • 地址:山东省滨州市黄河五路391号
  • 邮编:256603
  • 邮箱:jbuwhb@163.com
  • 电话:0543-3190158
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-2618
  • 国内统一刊号:ISSN:37-1435/Z
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 学报被评为中国高校特色科技期刊、全国优秀社科学...
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:1737