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带有广义记忆核Caputo分数阶导数的一种新数值离散格式
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作者 胡小兰 梁宗旗 《集美大学学报(自然科学版)》 2025年第1期88-94,共7页
本文主要研究了带有广义记忆核Caputo型分数阶导数的L_(1)差分格式。利用L_(1)线性插值和降阶法构造了带有广义记忆核α(1<α<2)阶Caputo型分数阶导数的离散格式,研究了其系数性质,并给出了其截断误差,收敛阶为O(τ^(3-α))。最后... 本文主要研究了带有广义记忆核Caputo型分数阶导数的L_(1)差分格式。利用L_(1)线性插值和降阶法构造了带有广义记忆核α(1<α<2)阶Caputo型分数阶导数的离散格式,研究了其系数性质,并给出了其截断误差,收敛阶为O(τ^(3-α))。最后,通过数值算例验证了该格式的有效性和数值精度。 展开更多
关键词 caputo分数阶导数 L_(1)插值 收敛
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一类具有推广的Caputo分数阶导数的微分方程的Ulam稳定性
2
作者 张玲玲 王森 +1 位作者 张孝锋 周先锋 《应用数学》 北大核心 2024年第3期847-855,共9页
本文研究一类具有推广的Caputo分数阶导数的微分方程,推广的Caputo分数阶导数可由Conformable导数与经典的Caputo导数结合而得或是推广的分数阶算子.我们利用拉普拉斯变换研究了线性方程的Ulam-Hyers稳定性,分别利用Banach不动点定理和G... 本文研究一类具有推广的Caputo分数阶导数的微分方程,推广的Caputo分数阶导数可由Conformable导数与经典的Caputo导数结合而得或是推广的分数阶算子.我们利用拉普拉斯变换研究了线性方程的Ulam-Hyers稳定性,分别利用Banach不动点定理和Guonwall不等式研究了非线性方程解的存在唯一性和Ulam-Hyers-Rassis稳定性,获得了几个充分条件的定理,并给出一个例子作为所得结果的应用. 展开更多
关键词 Ulam稳定性 推广的caputo分数阶导数 微分方程
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基于Caputo分数阶导数的含时滞的非保守系统动力学的Noether对称性 被引量:13
3
作者 金世欣 张毅 《中山大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2015年第5期49-55,61,共8页
提出并研究基于Caputo分数阶导数的含时滞的力学系统的Noether对称性与守恒量。建立了含时滞的非保守系统的分数阶运动微分方程;根据系统的含时滞的分数阶Hamilton作用量在无限小群变换下的泛函不变性,给出了含时滞的分数阶Noether对称... 提出并研究基于Caputo分数阶导数的含时滞的力学系统的Noether对称性与守恒量。建立了含时滞的非保守系统的分数阶运动微分方程;根据系统的含时滞的分数阶Hamilton作用量在无限小群变换下的泛函不变性,给出了含时滞的分数阶Noether对称变换,Noether准对称变换以及Noether广义准对称变换的定义判据;研究了含时滞的分数阶Noether对称性与守恒量之间的联系,并举例说明结果的应用。 展开更多
关键词 非保守系统 时滞 caputo分数阶导数 NOETHER对称性 守恒量
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Caputo分数阶导数的稳定数值逼近 被引量:3
4
作者 傅鹏 《兰州大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2008年第6期117-119,共3页
给出了一种新的、简单方便的正则化方法,得到了很强的收敛性估计,且数值例子验证了理论结果的正确性.
关键词 数值分数微分 caputo分数阶导数 不适定问题 正则化 误差估计
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一类带p-Laplace算子的Caputo分数阶导数边值问题解的存在性 被引量:1
5
作者 李小平 《吉林大学学报(理学版)》 CAS 北大核心 2022年第3期507-513,共7页
利用不动点定理和分析技术,讨论一类带p-Laplace算子的Caputo分数阶导数的边值问题解的存在性,得到了该问题1个或3个非负解的存在性结果,并给出实例说明所得结果的正确性.
关键词 P-LAPLACE算子 边值问题 caputo分数阶导数 不动点定理
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α阶右侧Caputo分数阶导数的高阶插值逼近 被引量:1
6
作者 闫羽媛 梁宗旗 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2021年第4期365-373,共9页
对α阶(1<α<2)右侧Caputo分数阶导数引入新变量以降低函数阶数,采用L2-1插值方法,得到了高阶插值格式。为了进一步改善L2-1方法在区间[t N-1,b]上由L1插值带来的非一致O(Δt 4-α)阶精度,增加约束条件,使整体区间均利用L2插值得... 对α阶(1<α<2)右侧Caputo分数阶导数引入新变量以降低函数阶数,采用L2-1插值方法,得到了高阶插值格式。为了进一步改善L2-1方法在区间[t N-1,b]上由L1插值带来的非一致O(Δt 4-α)阶精度,增加约束条件,使整体区间均利用L2插值得到一致的O(Δt 4-α)精度的高阶插值格式,并分别证明了二者的截断误差。 展开更多
关键词 caputo分数阶导数 L2-1插值 L 2插值 收敛
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基于Caputo分数阶导数的切换系统参数辨识
7
作者 王玫 翟金刚 冯恩民 《鲁东大学学报(自然科学版)》 2023年第3期243-250,共8页
本文基于Caputo分数阶导数研究了切换系统参数辨识问题,证明了解的有界性,并得到性能指标和约束关于参数的梯度。为辨识系统参数和阶数,构造了双层优化算法,外层使用并行粒子群方法辨识阶数,内层使用序列二次规划算法辨识参数。最后,通... 本文基于Caputo分数阶导数研究了切换系统参数辨识问题,证明了解的有界性,并得到性能指标和约束关于参数的梯度。为辨识系统参数和阶数,构造了双层优化算法,外层使用并行粒子群方法辨识阶数,内层使用序列二次规划算法辨识参数。最后,通过数值模拟实际发酵实验验证方法的有效性。 展开更多
关键词 caputo分数阶导数 切换系统 参数辨识
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含Caputo分数阶导数的分数阶微分方程 被引量:5
8
作者 段俊生 《天津轻工业学院学报》 2003年第B12期21-24,共4页
求解了含Caputo分数阶导数的分数阶微分方程初值问题 d~αu/dtα+ω~αu(t;α)=h(t),t>0,0≤n-1<α≤n,ω>0, u^(k)(0^+;α)=u_k,k=0,1,…,n-1.利用Laplace变换方法和广义 Mittag-Leffler函数,得到其解为u(t;α)=integral from... 求解了含Caputo分数阶导数的分数阶微分方程初值问题 d~αu/dtα+ω~αu(t;α)=h(t),t>0,0≤n-1<α≤n,ω>0, u^(k)(0^+;α)=u_k,k=0,1,…,n-1.利用Laplace变换方法和广义 Mittag-Leffler函数,得到其解为u(t;α)=integral from n=0 to t (r^(α-1)E_α,α(-(ωτ)~α))h(t-τ)dτ+sum from k=0 to n-1 u_kt^kE_(α,1+k)(-(ωt)~α)。 展开更多
关键词 分数导数 分数微分 广义Mittage—Leffler函数 LAPLACE变换 微分方程 初值 性质 表达式
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右侧Caputo分数阶导数的L2-1插值逼近 被引量:4
9
作者 杜瑞连 梁宗旗 《集美大学学报(自然科学版)》 CAS 2017年第4期68-74,共7页
对右侧α(0<α<1)阶Caputo分数阶导数在t=t_k处进行了差分离散,分别在区间[t_(j-1),t_j](j∈[k+1,N-1])上用L2插值,在区间[t_(N-1),t_N]上用L1插值,构造了L2-1差分格式,给出了相关的系数性质,并证明了其收敛阶为O(Δt^(3-α))。
关键词 右侧caputo导数 L1插值 L2插值 收敛
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基于分数阶导数的长期静荷载下群桩地基沉降研究
10
作者 尹久仁 代琳玲 +2 位作者 李鑫 吴郡 黄俊杰 《湘潭大学学报(自然科学版)》 2025年第2期180-186,共7页
基于分数阶Merchant模型,引入Riemann-Liouville积分定义下的分数阶导数方程,推导了分数阶Merchant模型的本构关系和蠕变方程.为了描述长期静荷载下分数阶黏弹性群桩地基的受荷变形特点,根据分数阶Merchant本构方程,通过Visual Studio... 基于分数阶Merchant模型,引入Riemann-Liouville积分定义下的分数阶导数方程,推导了分数阶Merchant模型的本构关系和蠕变方程.为了描述长期静荷载下分数阶黏弹性群桩地基的受荷变形特点,根据分数阶Merchant本构方程,通过Visual Studio软件编写相关Fortran代码,实现了含有分数阶次的黏弹性本构模型在ABAQUS软件中的二次开发,并在二次开发的基础上,通过有限元数值模拟,分析了长期静荷载作用下不同位置桩的受力特点以及不同分数阶次对群桩地基的桩-土作用和地基沉降的影响.研究发现模型中分数阶次的改变对群桩地基的受荷变形影响不大,但会改变其变形速率,分数阶次越大,变形速度越快. 展开更多
关键词 分数导数 黏弹性模型 ABAQUS二次开发 地基沉降 桩-土相互作用
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基于混合分数阶导数的Lagrange系统Noether对称性研究
11
作者 宋传静 嵇琳芝 《苏州科技大学学报(自然科学版)》 2025年第1期19-27,共9页
基于混合分数阶导数研究Lagrange系统的变分问题、对称性与守恒量及对称性的摄动与绝热不变量。这里的混合分数阶导数是经典导数和广义分数阶算子的混合。基于三类混合分数阶导数,首先,建立了系统的运动微分方程;然后,通过研究混合分数... 基于混合分数阶导数研究Lagrange系统的变分问题、对称性与守恒量及对称性的摄动与绝热不变量。这里的混合分数阶导数是经典导数和广义分数阶算子的混合。基于三类混合分数阶导数,首先,建立了系统的运动微分方程;然后,通过研究混合分数阶Hamilton作用量的不变性,建立了Noether恒等式;最后,基于其中的两类混合分数阶导数,研究了系统的守恒量及绝热不变量。 展开更多
关键词 混合分数导数 广义分数算子 分数变分问题 NOETHER对称性 对称性摄动 绝热不变量
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分数阶Birkhoff系统基于Caputo导数的Noether对称性与守恒量 被引量:6
12
作者 周燕 张毅 《动力学与控制学报》 2015年第6期410-417,共8页
在Caputo分数阶导数下研究分数阶Birkhoff系统的Noether对称性与守恒量.首先,定义Caputo分数阶导数下的分数阶Pfaff作用量,建立分数阶Birkhoff方程及其相应的横截性条件;其次,基于Pfaff作用量在无限小变换下的不变性,分别在时间不变和... 在Caputo分数阶导数下研究分数阶Birkhoff系统的Noether对称性与守恒量.首先,定义Caputo分数阶导数下的分数阶Pfaff作用量,建立分数阶Birkhoff方程及其相应的横截性条件;其次,基于Pfaff作用量在无限小变换下的不变性,分别在时间不变和时间变化的无限小变换下,给出了不变性条件.基于Frederico和Torres的分数阶守恒量概念,建立了分数阶Birkhoff系统的Noether定理,揭示了分数阶Noether对称性与分数阶守恒量之间的内在联系. 展开更多
关键词 分数Birkhoff系统 分数Noether对称性 分数守恒量 分数Pfaff作用量 caputo分数阶导数
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基于再生核和有限差分法求解变系数时间分数阶对流扩散方程
13
作者 吕学琴 何松岩 王世宇 《数学物理学报(A辑)》 北大核心 2025年第1期153-164,共12页
针对变系数的时间分数阶对流-扩散方程,首先,使用有限差分法,得到了该方程的半离散格式.之后再利用再生核方法,得到了方程的精确解u(x,t_(n)),将精确解u(x,t_(n))取m项截断,可得到近似解u_(m)(x,t_(n)).通过证明,得到该方法是稳定的.最... 针对变系数的时间分数阶对流-扩散方程,首先,使用有限差分法,得到了该方程的半离散格式.之后再利用再生核方法,得到了方程的精确解u(x,t_(n)),将精确解u(x,t_(n))取m项截断,可得到近似解u_(m)(x,t_(n)).通过证明,得到该方法是稳定的.最后,通过三个数值例子,并与其他文献中的方法在同等条件下进行了比较,证明该算法有效. 展开更多
关键词 caputo分数阶导数 再生核方法 变系数时间分数对流扩散方程 有限差分方法
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Caputo导数意义下(2+1)-维时空分数阶Nizhnik-Novikov-Veslov方程组的精确解
14
作者 陈进华 何星材 《长春师范大学学报》 2024年第12期1-8,共8页
在分数阶Caputo导数意义下,将(2+1)-维时空分数阶Nizhnik-Novikov-Veslov方程组转化为ODE方程组.借助方程P′(ξ)=AP^(2)(ξ)+BP(ξ)+C的解得到(2+1)-维时空分数阶Nizhnik-Novikov-Veslov方程组的24组精确解,这些解包括指数函数解、有... 在分数阶Caputo导数意义下,将(2+1)-维时空分数阶Nizhnik-Novikov-Veslov方程组转化为ODE方程组.借助方程P′(ξ)=AP^(2)(ξ)+BP(ξ)+C的解得到(2+1)-维时空分数阶Nizhnik-Novikov-Veslov方程组的24组精确解,这些解包括指数函数解、有理函数解和三角函数解. 展开更多
关键词 (2+1)-维时空分数Nizhnik-Novikov-Veslov方程组 精确解 caputo导数 辅助方程
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基于联合Caputo导数的分数阶Hamilton力学和分数阶正则变换(英文) 被引量:2
15
作者 张毅 《苏州科技学院学报(自然科学版)》 CAS 2014年第1期1-9,共9页
由于分数阶微积分在科学和工程的诸多领域的成功应用,传统的分析力学理论和方法正在不断地拓展到含有分数阶微积分的系统。基于联合Cuputo分数阶导数,文中建立了分数阶Hamilton原理,并由分数阶Hamilton原理直接导出了分数阶Hamilton正... 由于分数阶微积分在科学和工程的诸多领域的成功应用,传统的分析力学理论和方法正在不断地拓展到含有分数阶微积分的系统。基于联合Cuputo分数阶导数,文中建立了分数阶Hamilton原理,并由分数阶Hamilton原理直接导出了分数阶Hamilton正则方程;建立了分数阶力学系统的正则变换理论,给出了四种基本形式的分数阶正则变换,并通过算例说明母函数在分数阶正则变换中的作用。 展开更多
关键词 分数力学系统 分数Hamilton原理 分数Hamilton正则方程 分数正则变换 caputo分数阶导数
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基于Caputo导数的分数阶Pfaff-Birkhoff原理和Birkhoff方程(英文)
16
作者 周燕 张毅 《江西师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2014年第2期153-157,共5页
研究了在Caputo分数阶导数下的分数阶Pfaff-Birkhoff变分问题.首先给出了Caputo分数阶导数的定义,以及相应的分部积分公式和交换关系,其次建立了分数阶Pfaff-Birkhoff原理和分数阶Birkhoff方程,最后举例说明结果的应用.
关键词 SY数胁mBirkhoff原理 分数Birkhoff方程 caputo分数阶导数 横截性条件
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具有Caputo分数阶导数项的分数变分问题(英文)
17
作者 高正晖 杨柳 刘刚 《生物数学学报》 2015年第3期385-390,共6页
本文给出了具有Caputo分数阶导数项的分数变分问题的最优性必要条件和充分条件.
关键词 分数变分问题 caputo分数阶导数 最优性条件
原文传递
天蓝遏蓝菜根系对镉离子吸收的分数阶模型
18
作者 林明芳 王玥 欧忠辉 《青岛农业大学学报(自然科学版)》 2025年第1期72-78,共7页
为模拟非均匀、多孔介质中镉离子(Cd^(2+))的扩散模式,在天蓝遏蓝菜(Noccaea caerulescens)根系吸收自由Cd^(2+)的对流扩散模型基础上,提出时空分数阶模型,用来模拟3种土壤Phytorem、Pierrelaye和M6中天蓝遏蓝菜根系附近的Cd^(2+)扩散... 为模拟非均匀、多孔介质中镉离子(Cd^(2+))的扩散模式,在天蓝遏蓝菜(Noccaea caerulescens)根系吸收自由Cd^(2+)的对流扩散模型基础上,提出时空分数阶模型,用来模拟3种土壤Phytorem、Pierrelaye和M6中天蓝遏蓝菜根系附近的Cd^(2+)扩散模式。结果表明:与Pierrelaye和M6相比,Phytorem的缓冲力小,Cd^(2+)的异常扩散现象出现得较早。分别在Phytorem中模拟60 d、在Pierrelaye和M6中各模拟600 d发现:当时间分数阶α和空间分数阶β满足α/(β+1)>0.5时,Cd^(2+)呈现超扩散;当α/(β+1)<0.5时,Cd^(2+)呈现亚扩散。α和β的敏感性分析表明,β取值不同时,Cd^(2+)浓度曲线会相交:在相交位置附近,β对Cd^(2+)的异常扩散贡献率随距离的增大先减小后增大;在远离相交位置处,3种土壤均有较高的α、β贡献率且两者相近。在Phytorem中模拟60 d,α对Cd^(2+)异常扩散总体贡献率比β高1个量级;在Pierrelaye和M6中模拟200 d,α和β对Cd^(2+)异常扩散总体贡献率相近。对时空分数阶模型的数值模拟可有效地反映土壤的复杂系统特征和重金属的扩散机制。 展开更多
关键词 天蓝遏蓝菜根系 镉离子吸收 Riemann-Liouville分数导数 caputo分数阶导数 双因素方差分析
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冻结改良土抗压特性分数阶模型可靠性分析
19
作者 姚兆明 唐赛 +1 位作者 昌语 李鹏辉 《河南城建学院学报》 2025年第1期44-51,共8页
以昆明地区泥炭质土为研究对象,掺入不同比例的标准硅酸盐水泥制成重塑土样并进行低温环境下单轴抗压试验,研究土样单轴应力应变关系及其抗压强度变化规律。将水泥掺量函数代入指数模型中,引入Riemann-Liouville型分数阶微积分算子,建... 以昆明地区泥炭质土为研究对象,掺入不同比例的标准硅酸盐水泥制成重塑土样并进行低温环境下单轴抗压试验,研究土样单轴应力应变关系及其抗压强度变化规律。将水泥掺量函数代入指数模型中,引入Riemann-Liouville型分数阶微积分算子,建立改进的冻结改良泥炭质土分数阶指数模型,变换得到不同水泥掺量的应力应变方程组及分数阶导数模型参数。再将温度函数代入指数模型,建立考虑温度和掺量共同影响的分数阶指数模型。运用蒙特卡罗方法计算模型的可靠度,分析模型与参数的相关规律。结果表明,改进的冻结改良泥炭质土本构模型能够较好地描述各水泥掺量和温度下的应力应变趋势,计算值与试验值拟合较好,模型参数较少,便于工程应用。 展开更多
关键词 人工冻土 指数模型 泥炭质土 分数导数 蒙特卡罗方法
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Caputo 导数的一个新的高阶离散方法
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作者 杨爽 周晗 《河北工业大学学报》 CAS 2024年第6期86-91,100,共7页
对分数阶测试方程提出了一个新的离散格式。该格式是基于L1-2方法以及BDF3方法建立的,使得对奇异的源项f能达到3-α阶。本文详细地进行了误差分析,给出相应的数值例子计算该格式的误差并验证收敛阶。
关键词 分数测试方程 caputo分数阶导数 L1-2方法 BDF3方法 收敛
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