一类时间分数阶随机偏微分方程有限元方法

一类时间分数阶随机偏微分方程有限元方法

论文摘要

分数阶随机偏微分方程是近几年来数学界的热门研究方向之一.由于分数阶微积分算子具有遗传性和记忆性,可以描述很多带有噪声扰动的反常扩散现象.因此分数阶随机偏微分方程模型被应用于粘弹性力学,多孔介质的弥散,分型理论,神经科学等多个领域.本篇论文中我们主要介绍了关于Caputo分数阶随机Allen-Cahn方程的温和解的理论分析和数值计算.本文在结构上分为五章来阐述.第一章介绍了随机偏微分方程的研究背景和历史发展过程,并且叙述了随机分数阶微分方程目前国内外的研究现状;第二章,首先介绍了一些预备知识和若干重要的定理引理,其次,构造出了分数阶随机Allen-Cahn方程的温和解;第三章我们利用Picard’s迭代证明了温和解的存在唯一性,并且通过分数阶微积分运算和半群理论分析了温和解的正则性;第四章,我们介绍了有限元算法,先利用Galerkin有限元方法对方程空间半离散,得到了有限元温和解的正则性,并对其进行了误差分析;然后基于Mittag-Leffler特殊函数构造全离散格式及误差分析;第五章是本文总结以及未来工作的展望.

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景及意义
  •   1.2 本文的研究思路和结构安排
  • 第二章 相关预备知识
  •   2.1 问题描述
  •   2.2 分数阶微积分的定义
  •   2.3 常用符号及相关引理
  •   2.4 本章小结
  • 第三章 温和解的存在唯一性及正则性
  •   3.1 存在唯一性
  •   3.2 正则性
  •   3.3 本章小结
  • 第四章 有限元数值分析
  •   4.1 Galerkin有限元方法
  •   4.2 半离散格式
  •   4.3 全离散格式
  •   4.4 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 蔡晓莉

    导师: 王波

    关键词: 分数阶,方程,温和解,有限元,误差分析

    来源: 河南大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 数学,数学

    单位: 河南大学

    分类号: O241.82

    总页数: 47

    文件大小: 2646K

    下载量: 104

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