非齐次反常次扩散方程的解析解

扩散、对流-扩散和Fokker-Planck型的分数阶动力方程为描述在复杂系统中由反常扩散控制的传送动力学提供实用的近似.利用分离变量方法和Laplace变换分别导出在Dirichlet、Neumann和Robin边界条件下的非齐次反常次扩散方程的解析解.这个技巧可以推广到解其它类型的反常扩散方程.     

时间-空间分数阶扩散方程求解的新方法

介绍了3种求解带有Caputo型导数的时间-空间分数阶扩散方程的方法.通过分离变量和级数展开求数值解,将Fourier变换和Laplace变换用于求解析解,并把时间和空间定义域上的分数阶导数分别限制在0γ≤1,0β≤2.     

时间-空间分数阶扩散方程

讨论了用分数阶Caputo算子c0Dvt和分数阶Riesz 算子μx分别替换扩散方程中对时间和空间变量的偏导数后得到的时间-空间分数阶扩散方程定解问题, 利用积分变换(Fourier变换、Laplace 变换)及其逆变换得到时间-空间分数阶扩散方程的Green函数,并用Green函数得到有源时间-空间分数阶扩散方程Cauchy问题的解.     

分形生物组织传热方程及其解析解

建立了分形生物组织热传导方程,利用分数阶有限Hankel变换和Laplace变换及相应的逆变换,给出了上述问题的解析解。证明了经典的圆柱坐标系下生物组织传热方程是本文结果的特例。     

时间分数阶Cable方程修正格式的误差分析

考虑时间分数阶Cable方程在修正的二阶向后差分格式下的误差分析.利用连续Laplace变换、反Laplace变换方法得到方程的准确解,类似得到空间有限元半离散解;运用Lubich的修正方法引入此分数阶微分方程的修正格式,离散的Laplace变换、反Laplace变换法得到Cable方程的时间离散解,进而讨论了时间离散下L₂范数的误差估计,得到二阶收敛阶,并用数值算例验证了定理的结论.这个结论比不修正的情形下一阶收敛阶要高.     

有限分形介质中带有分数阶振子的分数阶反应扩散方程及其解析解

建立了有限分形介质中带有分数阶振子的分数阶反应扩散方程,利用Laplace变换和有限Hankel变换及相应的逆变换,给出上述问题浓度分布的解析解并以广义Mittag Leffler的形式给予表示。将二维,三维空间以及整数阶的有限分形介质中反应扩散的模型作为本文的特例进行讨论。     

Lévy-Feller对流-扩散过程

考虑Lévy-Feller对流-扩散过程,应用Laplace和Fourier变换及其逆变换导出了用格林函数表示的Lévy-Feller对流-扩散方程的解析解,结果中去掉对流项的特殊情况与Mainardi等的研究结果是一致的.利用Riesz-Feller,Riemann-Li-ouville和Grünwald-Letnikov分数阶导数之间的关系,按照Grünwald-Letnikov定义对Riesz-Feller分数阶导数进行离散,得到了近似Lévy-Feller对流-扩散方程的一种两层的有限差分格式.最后,对上述的两层有限差分格式在一定条件下进行了离散随机游走的解释.     

土壤中反应溶质运移的对流—弥散模型及其解析解

给出了同时考虑随深度变化的一阶降解和随深度变化的线性平衡吸附时,一维反应溶质运移的对流－弥散方程,在初始浓度为零,半无限一维空间内第三类边界条件下,利用Laplace变换等数学方法推导出了该方 Laplace空间的解析解的表达式。     

时间-空间分数阶扩散方程求解的新方法（英文）

介绍了3种求解带有Caputo型导数的时间-空间分数阶扩散方程的方法.通过分离变量和级数展开求数值解,将Fourier变换和Laplace变换用于求解析解,并把时间和空间定义域上的分数阶导数分别限制在0γ≤1,0β≤2.     

一类时间分数阶伪抛物方程基本解的存在性

通过Fourier变换和Laplace变换及相应的逆变换找出基本解的Fourier变换的表达式,讨论一类时间分数阶伪抛物方程基本解的存在性.并通过该表达式证明了基本解的存在性和非负性.     

傅里叶变换与拉普拉斯变换

傅里叶变换与拉普拉斯变换广泛应用于工程实际问题中，在测试技术及控制工程领域应用尤为广泛，搞清两者的应用特点对工程技术人员极其重要，文章通过例证介绍两者在工程应用上的特点，从概念上介绍了傅里叶变换与拉普拉斯变换的异同。     

路面不平度影响下的悬架动载计算

建立了包含阻尼的悬架系统振动微分方程,运用现代控制工程理论进行拉普拉斯变换,以解线性方程组与待定系数的方法求解传递函数解析解,通过拉普拉斯反变换求出振幅解析解.在对拉普拉斯变换及解析解进行细致的分析后发现,可以有选择地进行变换,以求出易于表达与分析的解析解.同时将路面谱看作多个正弦函数的叠加,在车辆稳态运动的情况下,运用线性系统输出叠加原理,得出了振幅的简捷有效解析解表达式,避免了一系列求解过程;用数值方法求出了主动悬架的动载荷;本方法用VB编程.本软件为悬架的动态可靠性设计与分析提供了载荷方面的准备.     

半空间饱和土作用垂直集中荷载时的瞬态解

采用 Biot提出的流固两相介质耦合的波动方程来研究半空间饱和土在垂直集中力作用下的瞬态问题 .利用 Laplace- Hankel积分变换得到变换域内的解析表达式 ,并利用 Laplace- Hankel数值逆变换得到半空间饱和土在时域内的数值解 .退化到线弹性中的解与 Pekeris的闭合解进行比较 ,验证了本文结果的正确性和数值积分的可靠性     

分数微积分在系统建模中的应用

介绍了分数微积分定义，并运用拉普拉斯变换法证明了分数阶线性常微分方程解的存在性和唯一性，并给出了其传递函数描述和状态方程描述。提出了分数阶线性常微分方程的两种求解方法：直接拉普拉斯变换法和状态空间法，并利用一个粘弹性系统的仿真实例证明了其有效性。     

广义二阶流体的脉冲泊肃叶流动分析

讨论了广义二阶流体的脉冲泊肃叶流动,引入黎曼-刘维尔分数阶微分建立本构方程,结合不可压缩流体时间分数阶动量方程,得到控制方程。利用傅里叶正弦变换和分数阶拉普拉斯变换,获得流体速度解析解。利用Stehfest算法对结果进行数值模拟,通过图像讨论了分数阶参数以及延迟时间对流动的影响。结果表明速度过冲现象主要取决于动量方程的时间分数阶参数。     

层状地基三维Biot固结问题的一个解耦解法

通过引入位移函数和中间变量,并对时间t进行Laplace变换,对坐标x,Y进行双重Fourier变换,将直角坐标系下通常包含8个相互耦合状态量的三维Biot固结方程解耦成一组包含6个状态量和一组包含2个状态量的2组方程;进而获得了单层地基三维Biot固结问题的传递矩阵;结合边界条件和连续条件,应用传递矩阵法得到层状地基三维Biot固结问题在Laplace-Fourier变换域内的解,通过进行Laplace-Fourier逆变换得到了该问题物理域的真实解.编制了计算程序,并进行了计算与分析,验证了解的正确性.     

Approximate Analytical Solution to the Two-species Competition System

讨论了两种群竞争系统，运用扰动技术和Ｌａｐｌａｃｅ变换方法，给出了该系统的近似解析解，该解对离平衡点有较大偏离的解来说更精确有效。     

两种群竞争系统的近似解析解

讨论了两种群竞争系统，运用扰动技术和Laplace变换方法，给出了该系统的近似解析解，该解对离平衡点有较大偏离的解来说更精确有效。     

基于分数阶Kelvin黏弹性模型的固体推进剂药柱应力分析

利用黏弹性材料本构关系的Laplace变换与弹性材料的形式相似性,得到了分数阶Kelvin黏弹性模型弹性模量和泊松比的Laplace变换解.将固体推进剂药柱视为黏弹性介质,并利用分数阶Kelvin本构模型来描述其应力-应变关系.在推进剂药柱应力弹性解的基础上,运用弹性-黏弹性对应原理得到了分数阶Kelvin黏弹性模型描述的推进剂药柱在均布内压作用下内力的拉氏解,通过Laplace逆变换求得了其时域解.研究结果表明:推进剂药柱径向应力总是压应力,而环向应力总是拉应力,分数阶Kelvin黏弹性模型的解可以退化到经典Kelvin黏弹性模型的解,分数导数的阶数越大,应力的绝对值越大.