Sinc配置法求解四阶时间分数阶偏微分方程

Sinc配置法求解四阶时间分数阶偏微分方程

论文摘要

分数阶微积分是微分与积分的一个分支,由于它具有记忆和遗传特性,常被用来研究信号处理、系统识别、光学系统、热学系统及其它应用领域问题.此类问题也得到国内外学者越来越多的关注以及研究.本文我们研究求解四阶时间分数阶偏微分方程的数值方法.在时间方向,我采用Euler方法进行离散,得到方程的半离散格式.在空间方向,运用sinc配置法进行离散,可以得到方程的全离散格式.然后对其全离散格式进行分析,得出其格式的收敛性,其空间方向收敛阶达到指数阶收敛.最后通过具体的数值例子验证了我们结论的准确性.本文的主要内容安排如下:第一章介绍了偏微分方程的国内外研究背景和现状,第二章讲述了sinc。配置法的相关定义和定理以及分数阶导数的定义和性质.第三章给出了sinc配置法求解方程的全离散格式以及其格式的收敛性.第四章通过数值例子验证了sinc配置法求解四阶时间分数阶偏微分方程可达到指数阶收敛。

论文目录

  • 摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景与意义
  •   1.2 研究内容
  • 第二章 预备知识
  •   2.1 sinc函数的定义
  •   2.2 分数阶导数的定义与性质
  •   2.3 sinc函数的导数逼近
  • 第三章 方程的全离散格式以及其稳定性和收敛性
  •   3.1 时间欧拉方法半离散格式
  •   3.2 四阶时间分数阶偏微分方程全离散格式
  •   3.3 全离散格式的收敛性证明与分析
  • 第四章 数值例子结语
  • 结语及后续工作
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 伍雅萍

    导师: 徐大

    关键词: 分数阶微积分,配置法,欧拉方法,收敛性,数值例子

    来源: 湖南师范大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 湖南师范大学

    分类号: O241.82

    总页数: 47

    文件大小: 2576K

    下载量: 20

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