CHỈNH HÓA BÀI TOÁN GIÁ TRỊ CUỐI CHO HỆ PHƯƠNG TRÌNH SÓNG PHI TUYẾN BẬC KHÔNG NGUYÊN

Lê Minh Triết1, , Nguyễn Minh Hoàng2
1 Trường Đại học Sài Gòn
2 Nghiên cứu sinh, Trường Đại học Sài Gòn

Nội dung chính của bài viết

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi xét một bài toán giá trị cuối cho hệ phương trình sóng–khuếch tán phi tuyến có đạo hàm bậc không nguyên theo thời gian sau đây:

trong đó là toán tử Laplace, được xác định trên miền bị chặn  có biên đủ trơn, và  là đạo hàm bậc không nguyên theo nghĩa Caputo với bậc . Với những giả thiết thích hợp đối với các hàm nguồn phi tuyến, chúng tôi chứng minh sự tồn tại và duy nhất của nghiệm cho bài toán trên, đồng thời chỉ ra rằng bài toán là không chính chỉnh theo nghĩa Hadamard. Cuối cùng, chúng tôi đề xuất một phương pháp chỉnh hóa bằng chặt cụt để xấp xỉ nghiệm của bài toán và ước lượng sai số giữa nghiệm chỉnh hóa và nghiệm chính xác với tốc độ hội tụ cấp .

Chi tiết bài viết

Tài liệu tham khảo

[1] Podlubny I., Fractional Differential Equations, An Introduction to Fractional Derivatives, Fractional Differential Equations, to Methods of their Solution and Some of their Applications, Mathematics in Science and Engineering, vol. 198, Academic Press, Inc., San Diego, CA, 1999.
[2] Courant R., Hilbert D., Methods of Mathematical Physics: Partial Differential Equations, John Wiley and Sons, New York, 2008.
[3] Diethelm K., The analysis of fractional differential equations: an application-oriented exposition using differential operators of Caputo type, Springer Science and Business Media, Berlin Heidelberg, 2010.
[4] Gorenflo R., Mainardi F., Fractional calculus: Integral and differential equations of fractional order, in: Fractals and Fractional Calculus in Continuum Mechanics (Eds. A. Carpinteri and F. Mainardi), Springer-Verlag, New York, 1997, 223-276.
[5] Kilbas A., Srivastava H. M., Trujillo J. J., Theory and Applications of Fractional Differential Equations, Elsevier, Amsterdam, 2006.
[6] Ngoc T. B., Tuan N. H., O’Regan D., Existence and uniqueness of mild solutions for a final value problem for nonlinear fractional diffusion systems, Commun. Nonlinear Sci. Numer. Simul. 78 (2019), 104882.
[7] Sakamoto K., Yamamoto M., Initial value/boundary value problems for fractional diffusion-wave equations and applications to some inverse problems, J. Math. Anal. Appl. 382 (2011), no. 1, 426-447.
[8] Wei T., Zhang Y., The backward problem for a time-fractional diffusion-wave equation in a bounded domain, Comput. Math. Appl. 75 (2018), no. 10, 3632-3648.
[9] Yamamoto M., Weak solutions to non-homogeneous boundary value problems for time-fractional diffusion equations, J. Math. Anal. Appl. 460 (2018), 365-381.
[10] Nguyen D. P., Luu V. C. H., Karapinar E., Singh J., Ho D. B., Nguyen H. C., Fractional order continuity of a time semi-linear fractional diffusion-wave system, Alexandria Eng. J. (2020).