基于Chebyshev算子矩阵的分数阶微分方程的数值算法

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lmx1983
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,很多人多开始关注分数阶微分方程和分数阶偏微分方程。在一些工程领域中,更多的模型都可以用分数阶微积分来体现。随着计算机的发展和精度化,分数阶微分方程在各个领域中的使用也得到了更全面的发展,显然对于分数阶微分方程的求解将会成为下一步研究的重点。全文所做工作主要有两方面:1.在介绍了三种不同的分数阶微分的定义后,选取了Caputo定义来针对性的求解分数阶微分方程的数值解,利用Chebyshev多项式的相关性质生成矩阵算子,从而将分数阶微分方程转化为代数方程,形成了完整的分数阶微分方程求解数值解的一种算法理论。将该算法在线性和非线性的分数阶微分方程中应用,从而得到有效合理的结果。2.针对分数阶偏微分方程的数值解法,利用类似的理论进行推导,在通过分数阶积分的定义和算子矩阵相结合的思想,利用Chebyshev小波的正交性和相关性质得到了一种Chebyshev小波分数阶积分算子矩阵,并由其积分算子矩阵通过求逆运算得到了分数阶微分算子矩阵。同时本文采用配点法,将已知函数进行离散,从而求得了已知函数的系数矩阵。利用所得的算子矩阵和已知函数的系数矩阵,将一类分数阶偏微分方程转化为相关的代数方程,利用计算软件MATLAB实现算法编程,运行后可得到数值解。将这种算法理论应用在算例中,得到与精确解拟合很好的数值解,说明了该理论的正确性和实用性。在计算机算法的运行下,缩短了运算时间提高运算效率,达到了精进算法的目的。
其他文献
<正>【案情】原告:高某某。被告:上海市黄浦区人民政府、上海市人民政府。第三人:上海市黄浦区住房保障和房屋管理局。上海市济南路某弄17号二楼东后大间建筑面积32.8平方米(
会议
<正>最近几天都在看同学们的调研感悟心得,发现同学们的感受与我的感受基本一致,我觉得心里非常感动,因为他们是用心去感受的,不是一种浮光掠影、浅尝辄止的感受。他们实际地
文化产业的地域特色决定于文化资源的地域特色,而地域特色文化资源是文化产业可持续发展的深厚根基和动力源泉。从地方的角度来说,只有立足地域特色文化资源,才能打造文化产
我国于1998年确立了住房分配货币化政策。自此开始,我国房地产业开始走向市场化,进入了行业高速发展的“黄金时代”。由于房地产业与较多行业间存在密切的经济技术关联,因此该产业一度成为支撑国民经济发展的基础性、战略性产业。但是,随着房地产业的快速发展,该行业也面临着许多问题,例如资金规模不断向房地产业聚集,造成我国实体经济缺乏资金支持而面临的结构性扭曲。因此,为了实现我国房地产业的持续稳定发展,需要对
营运资金管理是企业财务管理的重要内容,随着竞争环境的变化和企业运营理念的转变,营运资金在企业中的重要性日益增加,营运资金管理绩效的好坏直接关系到企业经营的成败。企
财政部对于三项金融工具会计准则的修订,对于银行业的整体发展产生了重大影响。本文针对新金融工具会计准则,首先简要分析了新金融工具会计准则修订的主要变化,并深入分析了
<正>衍射光栅的内容在高中新课程标准实验教材《物理·选修3-4》中介绍得非常简单,实验器材也不容易获得,这对教师的教学演示以及学生知识的系统掌握都是不利的.下面对衍射光
西班牙语的称谓词有阴性词和阳性词之分。有些传统以来由男子从事的职业或者担当的职务,只有用以指代男子的阳性形式,或者语言一贯使用上存在的性别歧视,指代男子的阳性词在不确
目的构建重组人骨形态发生蛋白2(recombinant human bone morphogenetic protein-2,rhBMP-2)的原核表达质粒并在大肠埃希菌中诱导表达。方法采用RT-PCR法,从骨髓细胞总RNA中