In this work, we investigate the recovery of a parameter in a diffusion process given by the order of derivation in time for a class of diffusion type equations, including both classical and time-fractional diffusion equations, from the flux measurement observed at one point on the boundary. The mathematical model for time-fractional diffusion equations involves a Djrbashian-Caputo fractional derivative in time. We prove a uniqueness result in an unknown medium (e.g., diffusion coefficients, obstacle, initial condition and source), i.e., the recovery of the order of derivation in a diffusion process having several pieces of unknown information. The proof relies on the analyticity of the solution at large time, asymptotic decay behavior, strong maximum principle of the elliptic problem and suitable application of the Hopf lemma. Further we provide an easy-to-implement reconstruction algorithm based on a nonlinear least-squares formulation, and several numerical experiments are presented to complement the theoretical analysis.


翻译:在这项工作中,我们调查从边界某一点观测到的通量测量中及时从一个扩散型方程式类别(包括古典和时间折射扩散方程式)的测算中,从一个扩散过程的测算中,从一个扩散过程的测算中,及时提取一个参数。时间折射扩散方程式的数学模型涉及一个及时的Djrbashian-Caputo分数衍生物。我们证明一个独特的结果是一个未知的介质(例如,扩散系数、障碍、初始条件和来源),即利用若干未知信息,在一个扩散过程中恢复一个测算顺序。证据依据的是:大规模溶剂的解析性、消化性腐蚀行为、椭圆性问题的强烈最大原理以及Hopflemma的恰当应用。此外,我们提供了基于非线性最小方形配方的易于执行的重整算法,并提出了若干项数字实验,以补充理论分析。

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