RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математические заметки СВФУ // Архив

Математические заметки СВФУ, 2020, том 27, выпуск 4, страницы 60–71 (Mi svfu302)

Эта публикация цитируется в 1 статье

Математическое моделирование

Численная идентификация порядка дробной производной по времени модели субдиффузии

В. И. Васильевa, А. М. Кардашевскийb

a Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, кафедра вычислительных технологий, ул. Белинского, 58, Якутск, 677891
b Северо-Восточный федеральный университет им. М. К. Аммосова, Якутское отделение Регионального научно-образовательного центра "Дальневосточный центр математических исследований", ул. Белинского, 58, Якутск 677891

Аннотация: В последние годы при математическом моделировании в различных областях науки широкое распространение получили начально-краевые прямые и обратные задачи с дробными производными. Они используются в классической и квантовой физике, теории поля, механике деформируемого твердого тела, механике жидкости и газа, общей химии, нелинейной биологии, стохастическом анализе, нелинейной теории управления и обработке изображений. В работе рассматривается одномерная математическая модель аномальной диффузии, в которой определению подлежит порядок дробной производной по времени. Задача относится к классу обратных задач. В качестве условия переопределения задан интеграл решения задачи в финальный момент времени с неотрицательным весовым коэффициентом. Дискретный аналог поставленной задачи строится конечно-разностным методом, для приближенного вычисления определенного интеграла (условия переопределения) использована квадратурная формула трапеций. Для численной реализации полученной системы нелинейных уравнений используется итерационный метод секущих.

Ключевые слова: дробная производная по времени, уравнение дробной диффузии, аномальная диффузия, обратная задача, конечно-разностный метод, идентификация порядка дробной производной по времени, итерационный метод.

УДК: 519.63

Поступила в редакцию: 28.08.2020
Исправленный вариант: 25.11.2020
Принята в печать: 29.11.2020

DOI: 10.25587/SVFU.2020.98.14.005



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024