【摘 要】
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分数阶微分方程在材料力学、流体力学、粘弹性系统、生物学等众多科学领域都得到了广泛的关注和应用。分数阶Bagley-Torvik方程是一类带有两个导数项的较为典型的分数阶微分
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分数阶微分方程在材料力学、流体力学、粘弹性系统、生物学等众多科学领域都得到了广泛的关注和应用。分数阶Bagley-Torvik方程是一类带有两个导数项的较为典型的分数阶微分方程,它于1984年由Torvik和Bagley在研究牛顿粘性流体中的刚性板块浸入运动时所提出,随后,许多学者对其进行了广泛的研究和拓展,获得了关于该方程本身的解的性质及几类数值方法的稳定性和收敛性等结果。本文首先针对沈淑君和刘发旺于2004年提出的求解齐次初始条件的分数阶Bagley-Torvik方程的数值方法(记为GL2)进行了稳定性和收敛性分析,这里A,B,C都是常数且A≠0,f(t)∈L(0,丁)即(?)0T|f(t)|dt<∞.证明了该方法对初值和右函数f是稳定的,也证明了该方法具有二阶收敛性;其次对上述方法进行了改进,构造了一个新的数值格式,证明了该格式比前者具有更高阶的截断误差。同时进行了多个数值试验,其结果进一步佐证了理论结果的正确性。
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