![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы вычислительной математики, связанной с теоретическим обоснованием и практическим использованием алгоритмов решения эволюционных задач дробного порядка и обратных эволюционных уравнений.
The aim of the project is the development of approximate methods and algorithms targeting on the approximation of the evolutionary problems for equations with fractional derivatives. Special interest such problems when considering the situation with the weakening conditions in the $C_0$-semigroup. This is the case when we allowing the family for solving ill-posed problems.
Проект предполагает дальнейшее развитие общего теоретического и прикладного подхода к некорректно поставленным задачам аппроксимации значений неограниченного оператора. Возможность определения решения такой задачи основана на использовании регулярных методов. Понятие регулярного метода введено д.ф.-м.н., профессором, заслуженным деятелем науки РФ В.А.Морозовым. В настоящем проекте коллектив исполнителей предполагает развить новые теоретические аспекты регулярных методов как в общей операторной формулировке, так и для конкретных классов некорректно поставленных задач. Новизна исследований связана как с ранее не исследованными классами задач, так и с оригинальностью новых разрабатываемых методов и алгоритмов.
Содержит: 1. Li Miao , Guo B.-Z. and Piskarev S. Compactness and norm continuity of the difference of two cosine functions. Taiwaness Journal of Mathematics, 2003, Vol. 7, no. 4, p. 575 -- 589. 2. M. Li, S. Piskarev. On approximation of integrated semigroups. Taiwanese journal of mathematics. Vol. 14, N 6, 2010, 2137 -- 2161. 3. Miao Li, Vladimir Morozov, Sergey Piskarev. On the approximations of derivatives of integrated semigroups. Journal of Inverse and Ill-posed Problems. 2010, Vol. 18, No. 5, 515–-550. 4. Miao Li, Vladimir Morozov and Sergey Piskarev. On the approximations of derivatives of integrated semigroups II. Journal of Inverse and Ill-posed Problems. 2011, Vol. 19, Issue 3-4, p. 643 -- 688. 5. C.G. Li, M. Kostic, M. Li, S. Piskarev. On a class of time-fractional differential equations. Fractional Calculus and Applied Analysis. 2012, 15, 4, p. 639 -- 668. 6. Ru Liu, Miao Li, Javier Pastor and Sergey Piskarev. On approximation of fractional resolution families. Differential equations, 2014, 50, N7, p. 937 -- 946. 7. Ru Liu, Miao Li and Sergey Piskarev. Approximation of Semilinear Fractional Cauchy Problem. Comput. Methods Appl. Math. 2015, vol.15, Issue 2, p. 203--212. 8. Ru Liu, Miao Li and Sergey Piskarev. Stability of difference schemes for fractional equations. Differential equations, 2015, 51, N7, p. 908 -- 927. 9. Bakushinsky A. B., Kokurin M. Yu. Iterative methods for approximate solution of inverse problems. Mathematics and Its Applications (New York), 577. Springer, Dordrecht, 2004. 10. V. A. Morozov, A. I. Grebennikov. Methods for solving ill-posed problems. Algorithmic aspect. Lomonosov Moscow state University publish house, Moscow, 2005. 300 pp. 11. Allaberen Ashyralyev, Javier Pastor, Sergey Piskarev, and Hasan Yurtsever. Second order equations in functional spaces: qualitative and discrete well-posedness. Abstract and Applied Analysis, vol. 2015, Article ID 948321, 63 pages, 2015. doi:10.1155/2015/948321.
Предполагается: разработать приближенные методы решения и качественную теорию задач Коши для дифференциальных уравнений дробного порядка в банаховых пространствах и проинтегрированных полугрупп операторов. Будут рассмотрены вопросы устойчивости и сходимости разностных схем для дифференциальных уравнений в частных производных и обратных задач с использованием дробных производных.
Университет Сычуаня | Соисполнитель |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Дробные эволюционные уравнения : качественный анализ |
Результаты этапа: Решение волнового уравнения на прямой \begin{equation} w_ {tt} (t, x) = w_ {xx} (t, x) + f (t, x), \quad t> 0, \, x \ in R \\ w (0, x) = 0, \quad w_t (0, x) = 0 \end{equation} дается по формуле Дюамеля $$ w (t, x) = \int_0 ^ t r (t, x, \tau) d \tau, $$ где $ r (t, x, \tau) $ - решение волнового уравнения $$ r_ {tt} (t, x, \tau) = r_ {xx} (t, x, \tau), \ quad t> 0, \, x \ in R \\ r (\tau, x, \tau) = 0, \quad r_t (\tau, x, \tau) = f (\tau, x) $$ Дробная формула Дюамеля была получена в работах: B. Baeumer, M.M. Meerschaert and S. Kurita, Inhomogeneous fractional diffusion equations. {\it Fract. Calc. Appl. Anal.} {\bf 8}(4) (2005), 371--386. S. Umarov, On fractional Duhamel's principle and its applications, {\it J. Differential Equations} {\bf 252} (10) (2012), 5217-5234. Хорошо известно, что решение традиционного волнового уравнения на прямой $$ u_ {tt} (t, x) = u_ {xx} (t, x), \quad t> 0, \, x \ in R \\ u (0, x) = \phi (x), \quad u_t (0, x) = \psi (x) $$ дается формулой Даламбера $$ u (t, x) = \frac {1} {2} [\phi (x + t) + \phi (x-t)] + \frac {1}{2} \int_ {x-t}^{x + t} \psi (у) dу. $$ Мы получили обобщенные формулы Даламбера для абстрактных дробных интегро-дифференциальных уравнений и дробно-дифференциальных уравнений на банаховых пространствах. Приведены некоторые примеры для иллюстрации наших абстрактных результатов, а также приведена вероятностная интерпретация этих дробных формул Даламбера. | ||
2 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Дробные эволюционные уравнения : аппроксимационный анализ |
Результаты этапа: 1. Создана общая теория дискретной аппроксимации по пространству и по времени для однородных дробных эволюционных уравнений. При этом найдены условия устойчивости разностных схем при аппроксимации дробных уравнений. Скорость сходимости не может быть установлена стандартным способом, так как производная от функции Миттаг-Леффлера имеет особенность в нуле. Установлено, что скорость сходимости простейших явной и неявной схем составляет $O(\tau^\alpha)$ , где $\alpha$ – порядок дробного дифференциального уравнения. 2. Как известно теорема Хартмана-Гробмана утверждает, что поведение динамической системы в малой окрестности гиперболической стационарной точки качественно совпадает с поведением ее линеаризации вблизи этой стационарной точки, где гиперболичность означает, что ни одно собственное значение линеаризации не лежит на мнимой оси. Поэтому при работе с такими динамическими системами можно использовать линеаризацию системы для анализа ее поведения вблизи гиперболической стационарной точки. Особый интерес представляет поведение решений дифференциальных уравнений в частных производных в окрестности гиперболической стационарной точки, включая дробные уравнения самого общего вида. Такие процессы встречаются в самых различных моделях физических явлений, что и породило бурный всплеск публикаций по данной тематике. Нами исседована аппроксимация устойчивых многообразий дробных дифференциальных полулинейных уравнений в окрестности гиперболической стационарной точки. 3. При аппроксимации некорректных задач весьма важным является следующий вопрос: пусть оператор А порождает корректно поставленную дробную задачу Коши; будет ли оператор $А^{-1}$ порождать какое-нибудь разрешающее семейство? Положительный ответ на этот вопрос позволяет строить аппроксимирующий алгоритм для исходной задачи. Нами установлены достаточные условия того, что оператор $А^{-1}$ порождает некоторое разрешающее семейство. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".