时间分布阶扩散方程反问题的正则化方法研究

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反问题是一门交叉性学科,广泛应用于医学成像、天气预报、雷达勘探、无损探伤等领域.本文主要讨论时间分布阶扩散方程的反问题.这类问题在Hadamard意义下是不适定的,也就是说,微小的扰动会引起解的巨大变化.为了克服这一困难,本文选用不同的正则化方法来求解此类不适定问题,从而找到稳定的近似解.全文共分为四章.第一章首先介绍了反问题和正则化方法的相关知识,紧接着介绍了时间分布阶扩散方程的研究背景和研究现状,最后介绍了本文的主要工作.第二章主要研究了时间分布阶扩散方程的初值反演问题.为了得到该问题的稳定的近似解,本章利用修正的拟边界正则化方法进行求解,并分别在先验和后验两种正则化参数选取规则下,给出了正则化解和精确解之间的误差估计,最后给出数值实例.本章从理论和数值两方面都表明所选取的正则化方法是可行有效的.第三章主要研究了时间分布阶扩散方程的识别源项问题.本章分别利用迭代正则化方法和分数阶Tikhonov正则化方法对该问题进行求解,并在先验和后验两种正则化参数选取规则下,给出了正则化解和精确解之间的误差估计,从理论上给出了稳定的收敛性分析.最后从数值上也表明所选取的两种正则化方法都是有效的稳定的.第四章对本文的工作进行了总结,并对未来的工作进行展望.
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