• شماره ركورد
    24501
  • شماره راهنما
    MAT2 705
  • عنوان

    يك روش بدون حافظه جديد و سريع براي تقريب مشتقات مرتبه كسري كاپوتو

  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    رياضي كاربردي - آناليز عددي
  • دانشكده
    رياضي و آمار
  • تاريخ دفاع
    1403/10/30
  • صفحه شمار
    73 ص.
  • استاد راهنما
    حسن خسرويان عرب
  • كليدواژه فارسي
    مشتق كسري , مشتيق كسري كاپوتو , روش بدون حافظه , پيچيدگي محاسباتي , روش ذوزنقه اي , ويژگي غير محلي بودن , روش هاي انتگرال گيري گاوسي
  • چكيده فارسي
    همان طور كه مي دانيم عملگرهاي كسري توصيف بهتر و دقيق تري از پديده هاي فيزيكي دارند. بسياري از پديده هاي فيزيكي كه نياز به حافظه دارند، به وسيله ي مشتقات كسري بهتر توصيف مي شوند. امروزه نظريه حسابان كسري كه تعميم حسابان عادي است، كاربرد بسيار زيادي در انواع مختلف مدل سازي از قبيل سيستم هاي ويسكوالاستيك 1، فرآيند هاي انتشار، انرژي توليد شده در فنر، پردازش، كنترل و... پيدا كرده است. روش هاي تقريب مشتقات كسري كاپوتو به روش هاي موضعي (مانند استفاده از(بي) اسپلاين ها 2) و سراسري (مانند استفاده از روش درونياب چندجمله اي 3) تقسيم مي شوند. هريك از روش هاي ذكر شده داراي معايب و محاسني هستند. روش هاي سراسري معمولاً براي مسائل ساده (مسائل خطي) كاربرد دارند؛ همچنين پياده سازي آن ها ساده است و دقت نمايي دارند. در روش هاي موضعي دامنه ها مي توانند كاملاً دلخواه باشند و پياده سازي اين روش براي مسائل خطي و غيرخطي ساده است. علي رغم محاسني كه گفته شد اين روش منجر به توليد ماتريس هايي با ابعاد بزرگ مي شود كه براي محاسبه ي آن به حافظه ي بسيار زيادي نياز داريم كه علت آن به غيرمحلي بودن 4 مشتقات (و انتگرال هاي) كسري باز مي گردد. در اين پژوهش در راستاي روش هاي عددي براي تقريب مشتقات كسري كاپوتو گام برداشته و فرمول جديد فاقد حافظه اي 5 براي تقريب اين مشتقات معرفي خواهد شد.
  • كليدواژه لاتين
    Fractional derivative , Caputo fractional derivative , Memory free method , Computational complexity , Trapezoidal method , Nonlocality property , Gaussian integration methods
  • عنوان لاتين
    A new an‎d fast memory free method for approximation of the Caputo fractional derivatives
  • گروه آموزشي
    رياضي كاربردي و علوم كامپيوتر
  • چكيده لاتين
    As we know, fractional operators have a better an‎d more accurate description of existing phenomena. Many existing phenomena that require memory are better described by means of fractional derivatives. The set of theory of fractional calculus, which is a generalization of classical calculus, is widely used in all kinds of modeling such as viscoelastic systems, diffusion processes, generated spring energies, processing, control, etc. The methods of approximating Caputo’s fractional derivatives are divided into local methods (such as using (b) splines) an‎d global methods (such as using the polynomial interpolator method). Each of the mentioned methods has advantages an‎d disadvantages. Global methods are usually used for simple problems (linear problems); Also, their implementation is simple an‎d they have exponential accuracy. In local methods, the domains can be completely arbitrary an‎d the implementation of this method is simple for linear an‎d non-linear problems. Despite the merits that were said, this method leads to the production of a matrix with large dimensions, for its calculation we need a lot of memory, which is due to the non-locality of fractional derivatives (an‎d integrals). In this thesis, a novel approach based on the memory-free method for approximating Caputo fractional derivatives is introduced. The proposed method has been examined through several numerical examples, an‎d the results have been reported an‎d analyzed for accuracy an‎d efficiency. This innovative method demonstrates significant potential in improving the field of numerical analysis by providing a more effective means to calculate fractional derivatives.
  • تعداد فصل ها
    5
  • فهرست مطالب pdf
    122491
  • نويسنده

    باقريان، زهرا