分数阶Kuramoto——Sivashinsky方程的精确解

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  摘 要:本文,我們给出了关于时间的分数阶K-S方程的一个精确解。这里的分数阶导数是在局部分数阶导数的意义下讨论的。这种解对于物理学家解释相关物理现象具有重要意义。
  关键词:Kuramoto-Sivashinsky(K-S)方程;局部分数阶导数;精确解
  1 引言
  考虑下面的分数阶Kuramoto——Sivashinsky(K-S)方程:
  (1)
  这里Du表示局部分数阶导数。
  K-S方程有很强的物理背景,已有大量作者进行了研究([1、3、5])。
  本文,我们在文献[1]研究的基础上,研究方程(1)的精确解. 这对于物理学家探讨物理现象具有重要意义。
  2 预备知识
  最近,由于局部分数阶导数在描述物理现象方面的优势,已经吸引了大量研究者的注意[8]。这里,我们仅给出局部分数阶导数的定义和它的链锁求导法则。
  定义:函数f(x)在x0处的局部α阶导数D■■f(x)定义为[8]:
  这里 , 为著名的伽马函数。
  这种导数具有下面简单的链锁求导法则:
  3 主要结果
  设 , 使用局部导数的链锁法则,将它们代入方程(1),我们可得:
  上面的方程可用tanh-sech[6]方法求解. 我们可求得:
  从而我们得到方程(1)的精确解:
  这里我们使用了 这个奇函数性质。
  4 结论
  本文,我们给出了关于时间的分数阶K-S方程的一个精确解. 这里的分数阶导数是在局部分数阶导数的意义下讨论的. 这种解对于物理学家解释相关物理现象具有重要意义。
  参考文献
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