非线性分数阶模型的高效数值算法及其在微流体中的应用
结题报告
批准号:
12001326
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
张慧
依托单位:
学科分类:
算法基础理论与构造方法
结题年份:
2023
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
张慧
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中文摘要
在许多实际应用背景中,分数阶算子的奇性导致了分数阶模型解的奇性;根据经典的离散Gronwall型不等式的形式,Dixon和McKee提出了离散分数阶Gronwall型不等式,这种不等式目前还没有被用于非线性分数阶偏微分方程的稳定性和收敛性证明。针对以上两个实际数值问题,我们利用修正方法和多区域谱配点法,处理非线性分数阶模型的奇性问题,并给出相关理论分析;将上述离散分数阶Gronwall型不等式,应用于非线性时间分数阶偏微分方程的理论分析,并导出不等式关于时间差分方法的统一的分析框架。. 随着微机电系统的发展,微纳尺度管道中的流体技术研究对生物、医学、电学和传热传质等相关的应用领域具有指导意义。在直流电场和交变电场驱动下,建立非线性分数阶粘弹性流体微流动的动力学模型,利用高效谱方法发展模型的数值模拟技术,给出理论证明,探究模型的奇性问题,并进一步揭示微流体的流动机理。
英文摘要
In many practical applications, the solutions usually have singularity for fractional models, which is caused by the singularity of fractional operators. According to the form of classical discrete Gronwall type inequality, Dixon and McKee proposed discrete fractional Gronwall type inequality, which has not been used to prove the stability and convergence of nonlinear fractional partial differential equations. For the above two practical numerical problems, we develop the correction method and the multi-domain spectral collocation method to deal with the singularity, and present the corresponding theoretical analysis. The above-mentioned discrete fractional Gronwall type inequality is applied to the theoretical analysis of the nonlinear time-fractional partial differential equations, and the unified analysis framework for time difference methods is derived.. With the development of MEMS, the research of fluid technology in micro and nano scale pipes is of great significance in the fields of biology, medicine, electricity, heat and mass transfer. Driven by the direct current electric field and alternating electric field, the dynamic models of nonlinear fractional viscoelastic fluid micro flow are established. The numerical simulation technology of the models is developed by using the high-efficiency spectral methods. The theoretical proof is given, and the singularity of the models is explored. We further reveal the flow mechanism of the microfluid flow.
期刊论文列表
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DOI:10.1002/num.22907
发表时间:2022-09
期刊:Numerical Methods for Partial Differential Equations
影响因子:3.9
作者:Hui Zhang;Xiaoyun Jiang
通讯作者:Hui Zhang;Xiaoyun Jiang
DOI:10.1016/j.neucom.2023.03.032
发表时间:2023-03
期刊:Neurocomputing
影响因子:6
作者:Shupeng Wang;Hui Zhang;Xiaoyun Jiang
通讯作者:Shupeng Wang;Hui Zhang;Xiaoyun Jiang
DOI:10.1007/s11071-022-07746-3
发表时间:2021-11
期刊:Nonlinear Dynamics
影响因子:5.6
作者:Shupeng Wang;Hui Zhang;Xiaoyun Jiang
通讯作者:Shupeng Wang;Hui Zhang;Xiaoyun Jiang
DOI:--
发表时间:2022
期刊:Journal of Computational and Applied Mathematics
影响因子:--
作者:Hui Zhang;Fawang Liu;Xiaoyun Jiang;Ian Turner
通讯作者:Ian Turner
DOI:10.1016/j.aml.2021.107312
发表时间:2021-04
期刊:Appl. Math. Lett.
影响因子:--
作者:Xiaoqing Chi;Hui Zhang
通讯作者:Xiaoqing Chi;Hui Zhang
地球弓激波瞬变动理学结构及其对地球磁层的影响
  • 批准号:
    42330202
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    231万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    张慧
  • 依托单位:
KIF26B 3’-非翻译区(UTR)协同RNA结合蛋白调控胃癌浸润转移机制的研究
  • 批准号:
    81802914
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    张慧
  • 依托单位:
β-arrestin2与β-catenin作用调控Wnt/β-catenin通路影响乳腺癌多药耐药
  • 批准号:
    81502614
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    18.0万元
  • 批准年份:
    2015
  • 负责人:
    张慧
  • 依托单位:
国内基金
海外基金