Share
دراسة تحليلية وطرق تقريبية لحل المعادلات التفاضلية الجزئية ذات الرتب الكسرية == Analytical Study and Approximated Methods for Solving Fractional Order Partial Differential Equations
Author name:
شذى احمد عزيز
Supervisor name:
عمر محمد عبد المجيد الفاعور
General topic:
Mathematics
Specific topic:
Mathematics
Degree:
Doctorate
University:
Al-Nahrain University - College Of Science - Department Of Mathematics
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
27T1041 - p.pdf
Abstract:
الاهتمام الاساسي في هذه الاطروحة ينصب على تاسيس خلفية نظرية لتعريف ريمان - ليوفيل (Riemann - Liouville) للاشتقاق والتكامل الكسري لدالة لاكثر من متغير وكذلك حل نوع معين من المعادلات التفاضلية الجزئية ذات الرتب الكسرية باستخدام بعض الطرق التقريبية، حيث تم استخدام نظرية النقطة الثابتة (Banach fixed point theorem)لبرهان وجود ووحدانية الحل لهذا النوع من المعادلات. تم استخدام طريقتين من طرق البواقي الموزون (weighted residual method) وهما طريقة التجميع (collecation) وطريقة كاليركن (Galerkin) لمعالجة هذه المعادلات بصورة تقريبية، حيث تم استحداث صيغة جديدة للتقريب باستخدام متعددة الحدود ثنائية الابعاد (two dimensional polynomial approximation) وتم استخدامها لتقريب الدالة المجهولة. كذلك تم برهان قضية مقترحة (proposition) لايجاد شكل عام للمشتقة الكسرية لهذا التقريب. وقد تم استخدام هذا الشكل العام لانشاء طريقة جديدة بسيطة كفوءة والتي تم تسميتها طريقة التقريب بمتعددة الحدود ((polynomial approximation method. اضافة الى ذلك فقد تم مناقشة تقارب واستقرارية الطرق التقريبية الثلاثة. وفي النهاية تم كتابة برنامج لكل واحدة من هذه الطرق باستخدام MatLab (v. 6.5). | This thesis is concerned basically with establishing theoretical background for the Riemann - Liouville definition of fractional differentiation and integration of the function of several variables and solving certain type of fractional partial differential equations using some approximated methods. Banach fixed point theorem has been used to prove the existence and uniqueness of a solution to this type of equations. Two weighted residual methods (collocation and Galerkin) have been used to treat these equations approximately, where a new formulation for the two dimensional polynomial approximation has been established and used to approximate the unknown function. Also, a proposition has been proved to find a general result for the fractional derivative of this approximation. This general result has been used to construct new simple, but efficient, method called polynomial approximation method. Moreover, the convergence and stability of all the three approximated methods have been investigated. Finally, a program for each one of these methods, has been written with the aid of MatLab (v. 6.5) in order to take the whole benefit of these techniques.
