Published October 1, 2023
| Version v1
Publication
Numerical simulation and analysis of the stochastic HIV/AIDS model in fractional order
Creators
- 1. University of Central Punjab
- 2. Princess Sumaya University for Technology
- 3. King Khalid University
- 4. Umm al-Qura University
- 5. Jazan University
- 6. University of the Free State
- 7. Future University in Egypt
Description
The current work analyzes the HIV/AIDS model under stochastic fractional differential equations in the Caputo sense. The articulation of the model both in integer and arbitrary order with stochastic differential equation are presented. We provide the solution's positivity and boundedness for the proposed system. The existence and uniqueness of the fractional stochastic order differential equations are given. We give a novel numerical approach based on Newton's polynomial to numerically solve the fractional stochastic model. Also, we provide a numerical technique for the solution in the power law model. The results for the Caputo fractional case and stochastic fractional Caputo case are shown and discussed in detail. Sensitivity analysis are done and provide their respective results graphically. The numerical solution of the model based on their sensitive parameters is shown graphically in order to minimize the infection.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يحلل العمل الحالي نموذج فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز في إطار المعادلات التفاضلية الجزئية العشوائية بالمعنى الكابوتو. يتم عرض صياغة النموذج بالترتيب الصحيح والتعسفي مع المعادلة التفاضلية العشوائية. نحن نقدم إيجابية الحل وحدوده للنظام المقترح. يتم إعطاء وجود وتفرد المعادلات التفاضلية للترتيب العشوائي الكسري. نقدم نهجًا رقميًا جديدًا يعتمد على متعدد حدود نيوتن لحل النموذج العشوائي الكسري عدديًا. كما نقدم تقنية عددية للحل في نموذج قانون القوة. يتم عرض نتائج حالة كابوتو الكسرية وحالة كابوتو الكسرية العشوائية ومناقشتها بالتفصيل. يتم إجراء تحليل الحساسية وتقديم نتائجها بشكل بياني. يتم عرض الحل العددي للنموذج بناءً على معالمه الحساسة بشكل بياني من أجل تقليل العدوى.Translated Description (French)
Le présent travail analyse le modèle VIH/sida sous des équations différentielles fractionnaires stochastiques au sens de Caputo. L'articulation du modèle à la fois dans l'ordre entier et arbitraire avec l'équation différentielle stochastique est présentée. Nous fournissons la positivité et la délimitation de la solution pour le système proposé. L'existence et l'unicité des équations différentielles d'ordre stochastique fractionnaire sont données. Nous donnons une nouvelle approche numérique basée sur le polynôme de Newton pour résoudre numériquement le modèle stochastique fractionnaire. En outre, nous fournissons une technique numérique pour la solution dans le modèle de loi de puissance. Les résultats pour le cas fractionnaire de Caputo et le cas fractionnaire stochastique de Caputo sont présentés et discutés en détail. Une analyse de sensibilité est effectuée et fournit leurs résultats respectifs sous forme graphique. La solution numérique du modèle basée sur leurs paramètres sensibles est représentée graphiquement afin de minimiser l'infection.Translated Description (Spanish)
El presente trabajo analiza el modelo VIH/SIDA bajo ecuaciones diferenciales fraccionarias estocásticas en el sentido de Caputo. Se presenta la articulación del modelo tanto en orden entero como arbitrario con ecuación diferencial estocástica. Proporcionamos la positividad y la delimitación de la solución para el sistema propuesto. Se da la existencia y unicidad de las ecuaciones diferenciales de orden estocástico fraccionario. Damos un enfoque numérico novedoso basado en el polinomio de Newton para resolver numéricamente el modelo estocástico fraccionario. Además, proporcionamos una técnica numérica para la solución en el modelo de ley de potencia. Los resultados para el caso fraccionario de Caputo y el caso fraccionario estocástico de Caputo se muestran y discuten en detalle. Los análisis de sensibilidad se realizan y proporcionan sus respectivos resultados gráficamente. La solución numérica del modelo en función de sus parámetros sensibles se muestra gráficamente con el fin de minimizar la infección.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المحاكاة والتحليل العددي لنموذج فيروس نقص المناعة البشرية/الإيدز العشوائي بترتيب كسري
- Translated title (French)
- Simulation numérique et analyse du modèle stochastique VIH/sida par ordre fractionnaire
- Translated title (Spanish)
- Simulación numérica y análisis del modelo estocástico VIH/SIDA en orden fraccionario
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4386844246
- DOI
- 10.1016/j.rinp.2023.106995
References
- https://openalex.org/W1496832654
- https://openalex.org/W177107166
- https://openalex.org/W1970207096
- https://openalex.org/W1982306896
- https://openalex.org/W2017037891
- https://openalex.org/W2021038811
- https://openalex.org/W2075737090
- https://openalex.org/W2077703785
- https://openalex.org/W2088322667
- https://openalex.org/W2091656837
- https://openalex.org/W2092509730
- https://openalex.org/W2098752976
- https://openalex.org/W2112680994
- https://openalex.org/W2141636586
- https://openalex.org/W2169975204
- https://openalex.org/W2253278609
- https://openalex.org/W2318396210
- https://openalex.org/W2556784265
- https://openalex.org/W2739844413
- https://openalex.org/W2798965638
- https://openalex.org/W2800687609
- https://openalex.org/W2894150744
- https://openalex.org/W2895366291
- https://openalex.org/W2909433992
- https://openalex.org/W2942214472
- https://openalex.org/W2946851523
- https://openalex.org/W2953324650
- https://openalex.org/W2963641381
- https://openalex.org/W2980689816
- https://openalex.org/W2993571714
- https://openalex.org/W3034324564
- https://openalex.org/W3127989329
- https://openalex.org/W3215437642
- https://openalex.org/W4206648835
- https://openalex.org/W4210907452
- https://openalex.org/W4235171240
- https://openalex.org/W4283033702
- https://openalex.org/W4311627240
- https://openalex.org/W4317242490
- https://openalex.org/W4321251656
- https://openalex.org/W4323365126
- https://openalex.org/W4367021436
- https://openalex.org/W4375861945
- https://openalex.org/W4376637698
- https://openalex.org/W4379184826
- https://openalex.org/W4382600056
- https://openalex.org/W4382810652
- https://openalex.org/W4384701647