Аннотация:
Исследуется задача Коши для линейного дифференциального уравнения с частной дробной производной Капуто положительного порядка по времени и оператором Лапласа по пространственной переменной. Рассматриваемое уравнение обобщает уравнение теплопроводности и волновое уравнение. С помощью прямых и обратных преобразований Лапласа и Фурье находится решение поставленной задачи в квадратурах в терминах функции Миттаг-Леффлера и H-функции. Показывается, что в одномерном случае решение выражается в терминах специальной функции Райта. Рассматриваются частные случаи, приводятся примеры, и результаты иллюстрируются на графиках с применением системы Mathematica.
Ил. 5. Библиогр. 18 назв.
Образец цитирования:
А. А. Ворошилов, А. А. Килбас, “Задача Коши для диффузионно-волнового уравнения с частной производной Капуто”, Дифференц. уравнения, 42:5 (2006), 599–609; Differ. Equ., 42:5 (2006), 638–649
B.Yu. Irgashev, “On the solution of the Cauchy problem for a higher-order equation with the fractional Riemann-Liouville derivative”, Quaestiones Mathematicae, 2024, 1
А. В. Дзарахохов, Э. Л. Шишкина, “Задача для смешанного уравнения с дробной степенью оператора Бесселя”, Вестник КРАУНЦ. Физ.-мат. науки, 42:1 (2023), 37–57
A. V. Pskhu, “D'Alembert Formula for Diffusion-Wave Equation”, Lobachevskii J Math, 44:2 (2023), 644
Bakhrom Irgashev, “Obtaining a representation of the solution of the Cauchy problem for one equation with a fractional derivative and applying it to the equation of forced beam vibrations”, Math Methods in App Sciences, 46:6 (2023), 6930
М. С. Ившин, “Задача оптимального управления для уравнения дробной диффузии c производной в условии минимизации”, Доклады АМАН, 22:2 (2022), 21–28
B. Yu. Irgashev, “Solution of a Problem with Initial Conditions of the Cauchy Type for a Higher-Order Equation with a Hilfer Fractional Derivative”, Diff Equat, 58:9 (2022), 1195
M. Kh. Ruziev, N. T. Yuldasheva, “On a Boundary Value Problem for a Mixed Type Equations with a Partial Fractional Derivative”, Lobachevskii J Math, 43:11 (2022), 3264
Gustavo A. Dorrego, “Analytical solution of the generalized space-time fractional ultra-hyperbolic differential equation”, Integral Transforms and Special Functions, 33:4 (2022), 264
Л. Л. Карашева, “Об одной краевой задаче в полуполосе для параболического уравнения четвертого порядка с оператором Римана-Лиувилля по временной переменной”, Доклады АМАН, 21:3 (2021), 6–15
F. G. Khushtova, “Third Boundary Value Problem in a Half-Strip for the Fractional Diffusion Equation”, Diff Equat, 57:12 (2021), 1610
Arsen Pskhu, Sergo Rekhviashvili, “Fractional Diffusion–Wave Equation with Application in Electrodynamics”, Mathematics, 8:11 (2020), 2086
Arsen Pskhu, “Green Functions of the First Boundary-Value Problem for a Fractional Diffusion—Wave Equation in Multidimensional Domains”, Mathematics, 8:4 (2020), 464
А. В. Псху, “Функция Грина первой краевой задачи для дробного диффузионно-волнового уравнения в многомерной прямоугольной области”, Материалы IV Международной научной конференции “Актуальные проблемы прикладной математики”. Кабардино-Балкарская республика, Нальчик, Приэльбрусье, 22–26 мая 2018 г. Часть III, Итоги науки и техн. Соврем. мат. и ее прил. Темат. обз., 167, ВИНИТИ РАН, М., 2019, 52–61
Л. Л. Карашева, “Задача в полуполосе для параболического уравнения четвертого порядка с оператором Римана – Лиувилля”, Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН, 2019, № 5, 21–29
Marcello D'Abbicco, Marcelo Rempel Ebert, Tiago Henrique Picon, “The Critical Exponent(s) for the Semilinear Fractional Diffusive Equation”, J Fourier Anal Appl, 25:3 (2019), 696
Л. Л. Карашева, “Задача Коши для параболического уравнения высокого четного порядка с дробной производной по временной переменной”, Сиб. электрон. матем. изв., 15 (2018), 696–706
Ф. Г. Хуштова, “К проблеме единственности решения задачи Коши для уравнения дробной диффузии с оператором Бесселя”, Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 22:4 (2018), 774–784
Z. Soori, A. Aminataei, “Effect of the nodes near boundary points on the stability analysis of sixth-order compact finite difference ADI scheme for the two-dimensional time fractional diffusion-wave equation”, Transactions of A. Razmadze Mathematical Institute, 172:3 (2018), 582
Z. Soori, A. Aminataei, “Sixth-order non-uniform combined compact difference scheme for multi-term time fractional diffusion-wave equation”, Applied Numerical Mathematics, 131 (2018), 72
А. В. Псху, “Первая краевая задача для дробного диффузионно-волнового уравнения в нецилиндрической области”, Изв. РАН. Сер. матем., 81:6 (2017), 158–179; A. V. Pskhu, “The first boundary-value problem for a fractional diffusion-wave equation in a non-cylindrical domain”, Izv. Math., 81:6 (2017), 1212–1233