文摘
gydF4y2Batime-fractional热传导方程与卡普托导数的秩序<年代vghe我ght="11.0625" id="M1" style="vertical-align:-0.30096pt;width:63.349998px;" version="1.1" viewbox="0 0 63.349998 11.0625" width="63.349998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
1。介绍
gydF4y2Ba广义傅里叶法、time-nonlocal热通量向量之间的依赖<年代vghe我ght="10.725" id="M2" style="vertical-align:-2.5707pt;width:8.8125px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.8125 10.725" width="8.8125" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba记得Riemann-Liouville分数积分<年代vghe我ght="14.125" id="M12" style="vertical-align:-2.34499pt;width:39.799999px;" version="1.1" viewbox="0 0 39.799999 14.125" width="39.799999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
详细解释time-fractional热传导方程的推导(<一个href="#EEq1.4">1.4一个>)从本构方程(<一个href="#EEq1.2">1.2一个>)和能量守恒定律(<一个href="#EEq1.3">1.3一个>)中可以找到<一个href="#B8">8一个>]。在这里我们简要介绍主要的想法。在的情况下<年代vghe我ght="12.3" id="M16" style="vertical-align:-1.29163pt;width:63.349998px;" version="1.1" viewbox="0 0 63.349998 12.3" width="63.349998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba同样的,对<年代vghe我ght="12.3" id="M23" style="vertical-align:-1.29163pt;width:63.349998px;" version="1.1" viewbox="0 0 63.349998 12.3" width="63.349998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
如果有界的热传导方程是研究领域,应规定边界条件。的数学罗宾边界条件是一个规范的一个线性组合的值温度及其法向导数的值被认为是域的边界<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq1.13">
与一些非零常数<年代vghe我ght="10.925" id="M29" style="vertical-align:-3.13504pt;width:12.7px;" version="1.1" viewbox="0 0 12.7 10.925" width="12.7" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
文献关于数学方面的正确性为time-fractional扩散方程初边值问题和形式和性质的解决方案非常广泛(见,例如,<一个href="#B9">9一个>- - - - - -<一个href="#B16">16一个>)等)。(中给出了分数阶微积分的几何解释<一个href="#B17">17一个>- - - - - -<一个href="#B19">19一个>]。
gydF4y2Ba只有少数论文(<一个href="#B20">20.一个>,
gydF4y2Ba拉普拉斯变换的定义是<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.1">
在哪里<年代vghe我ght="7.1875" id="M39" style="vertical-align:-0.13794pt;width:7px;" version="1.1" viewbox="0 0 7 7.1875" width="7" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba进行逆拉普拉斯transfrom根据Fourier-Mellin公式:<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.2">
在哪里<年代vghe我ght="7.1875" id="M41" style="vertical-align:-0.13794pt;width:7.3874998px;" version="1.1" viewbox="0 0 7.3874998 7.1875" width="7.3874998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba的拉普拉斯变换Riemann-Liouville部分订单的积分<年代vghe我ght="7.1750002" id="M42" style="vertical-align:-0.1254pt;width:8.9375px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.9375 7.1750002" width="8.9375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
卡普托导数的拉普拉斯变换需要认识函数的初始值<年代vghe我ght="15.5" id="M45" style="vertical-align:-2.34499pt;width:35.137501px;" version="1.1" viewbox="0 0 35.137501 15.5" width="35.137501" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba汉克尔变换被用来解决问题在圆柱坐标域<年代vghe我ght="12.3" id="M52" style="vertical-align:-1.29163pt;width:67.5625px;" version="1.1" viewbox="0 0 67.5625 12.3" width="67.5625" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba满足以下公式:<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.8">
2.3。Sin-Cos-Fourier变换
gydF4y2Ba在第三类边界条件的情况下规定的边界值的一个函数及其法向导数的线性组合<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.9"> 以下sin-cos-Fourier变换(<一个href="#B25">25一个>采用:<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.10"> 与内核<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.12">
sin-cos-Fourier变换应用到函数的二阶导数<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq2.13">
3所示。解决这个问题在数学罗宾边界条件
gydF4y2Ba考虑在圆柱坐标轴对称time-fractional热传导方程<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq3.1"> 零初始条件<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq3.2"> 和数学罗宾边界条件<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq3.4">
0条件无穷也<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq3.5">
初边值问题的解(<一个href="#EEq3.1">3.1一个>)- (<一个href="#EEq3.5">3.4一个>)可以写成<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq3.6">
在哪里<年代vghe我ght="14.8625" id="M66" style="vertical-align:-3.20526pt;width:77.449997px;" version="1.1" viewbox="0 0 77.449997 14.8625" width="77.449997" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba关于时间的拉普拉斯变换<年代vghe我ght="9.125" id="M69" style="vertical-align:-0.11285pt;width:5.0124998px;" version="1.1" viewbox="0 0 5.0124998 9.125" width="5.0124998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba颠倒的积分变换导致<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq3.12">
在这里,<年代vghe我ght="16.237499" id="M74" style="vertical-align:-4.74141pt;width:26.9125px;" version="1.1" viewbox="0 0 26.9125 16.237499" width="26.9125" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba这个案子<年代vghe我ght="10.9125" id="M79" style="vertical-align:-0.17555pt;width:40.974998px;" version="1.1" viewbox="0 0 40.974998 10.9125" width="40.974998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
在经典热传导(<年代vghe我ght="10.85" id="M81" style="vertical-align:-0.1254pt;width:36.137501px;" version="1.1" viewbox="0 0 36.137501 10.85" width="36.137501" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
波动方程(<年代vghe我ght="10.85" id="M87" style="vertical-align:-0.1254pt;width:36.137501px;" version="1.1" viewbox="0 0 36.137501 10.85" width="36.137501" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
特别感兴趣的也是如此<年代vghe我ght="10.9125" id="M92" style="vertical-align:-0.17555pt;width:48.299999px;" version="1.1" viewbox="0 0 48.299999 10.9125" width="48.299999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
4所示。在罗宾物理边界条件下解决这个问题
gydF4y2Ba考虑下面的轴对称time-fractional热传导方程:<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq4.1">
在零初始条件下<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq4.2">
罗宾和物理边界条件<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq4.4">
在哪里<年代vghe我ght="11.0125" id="M97" style="vertical-align:-0.17555pt;width:54.987499px;" version="1.1" viewbox="0 0 54.987499 11.0125" width="54.987499" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba初边值问题的解(<一个href="#EEq4.1">4所示。1一个>)- (<一个href="#EEq4.4">4所示。3一个>)的形式<年代p一个ncl作为年代="equation" id="EEq4.5">
基本的解决方案<年代vghe我ght="16.775" id="M99" style="vertical-align:-4.74141pt;width:75.037498px;" version="1.1" viewbox="0 0 75.037498 16.775" width="75.037498" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
关于时间的拉普拉斯变换<年代vghe我ght="9.125" id="M102" style="vertical-align:-0.11285pt;width:5.0124998px;" version="1.1" viewbox="0 0 5.0124998 9.125" width="5.0124998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
在这种情况下,内核的sin-cos-Fourier变换的空间坐标<年代vghe我ght="7.375" id="M105" style="vertical-align:-0.17555pt;width:7.9250002px;" version="1.1" viewbox="0 0 7.9250002 7.375" width="7.9250002" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
反演的拉普拉斯变换(<一个href="#EEq4.13">4.10一个>)的值取决于<年代vghe我ght="7.1750002" id="M109" style="vertical-align:-0.1254pt;width:8.9375px;" version="1.1" viewbox="0 0 8.9375 7.1750002" width="8.9375" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
公式(<一个href="#EEq4.14">4.11一个>)和(<一个href="#EEq4.15">4.12一个>)简化为<年代vghe我ght="10.9125" id="M116" style="vertical-align:-0.17555pt;width:48.299999px;" version="1.1" viewbox="0 0 48.299999 10.9125" width="48.299999" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
gydF4y2Ba我们有派生time-fractional热传导方程的解析解在楼梯下罗宾数学和物理边界条件。积分变换技术已被使用。应该强调,在罗宾物理边界条件的情况下,积分变换的顺序是重要的内核sin-cos-Fourier变换取决于变量的拉普拉斯变换。极限情况下<年代vghe我ght="10.9125" id="M120" style="vertical-align:-0.17555pt;width:40.974998px;" version="1.1" viewbox="0 0 40.974998 10.9125" width="40.974998" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg">
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