Explore deep network for a class of fractional partial differential equations

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作者
Xing Fang,Leijie Qiao,Fengyang Zhang,Fuming Sun
出处
期刊:Chaos Solitons & Fractals [Elsevier BV]
卷期号:172: 113528-113528 被引量:6
标识
DOI:10.1016/j.chaos.2023.113528
摘要

In this paper, we present a novel approach for solving a class of fractional partial differential equations (FPDEs) and their inverse problems using deep neural networks (DNNs). Our proposed framework utilizes the discrete Caputo fractional derivative method to approximate fractional partial derivatives, while leveraging automatic differentiation of neural networks to obtain integer derivatives. This approach offers several advantages, including avoiding the direct solution of the original FPDEs and overcoming the limitations faced by traditional numerical methods in handling FPDEs. To validate our approach, we provide numerical examples with known analytical solutions, accompanied by graphical and numerical results. Our findings demonstrate that the proposed method is easily implementable, exhibits fast convergence, robustness, and effectiveness in solving multidimensional FPDEs and their inverse problems.

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