On the fractional-order mathematical model of COVID-19 with the effects of multiple non-pharmaceutical interventions
- 1. University of Malakand
- 2. UniNettuno University
- 3. Taif University
Description
In this article, the Caputo fractional derivative operator of different orders $ 0 < \alpha\leq1 $ is applied to formulate the fractional-order model of the COVID-19 pandemic. The existence and boundedness of the solutions of the model are investigated by using the Gronwall-Bellman inequality. Further, the uniqueness of the model solutions is established by using the fixed-point theory. The Laplace Adomian decomposition method is used to obtain an approximate solution of the nonlinear system of fractional-order differential equations of the model with a different fractional-order $ \alpha $ for every compartment in the model. Finally, graphical presentations are presented to show the effects of other fractional parameters $ \alpha $ on the obtained approximate solutions.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
في هذه المقالة، يتم تطبيق مشغل المشتقات الكسرية Caputo لأوامر مختلفة $ 0 <\ alpha\ leq1 $ لصياغة نموذج الترتيب الكسري لوباء COVID -19. يتم التحقيق في وجود وحدود حلول النموذج باستخدام عدم المساواة في جرونوال- بيلمان. علاوة على ذلك، يتم تحديد تفرد حلول النموذج باستخدام نظرية النقطة الثابتة. يتم استخدام طريقة تحلل لابلاس أدوميان للحصول على حل تقريبي للنظام غير الخطي للمعادلات التفاضلية ذات الترتيب الكسري للنموذج بترتيب كسري مختلف $\alpha $ لكل حجرة في النموذج. أخيرًا، يتم تقديم عروض تقديمية رسومية لإظهار تأثيرات المعلمات الكسرية الأخرى $\alpha $ على الحلول التقريبية التي تم الحصول عليها.
Translated Description (French)
Dans cet article, l'opérateur de dérivés fractionnaires Caputo de différents ordres $ 0 <\ alpha\ leq1 $ est appliqué pour formuler le modèle d'ordre fractionnaire de la pandémie de COVID-19. L'existence et le caractère borné des solutions du modèle sont étudiés en utilisant l'inégalité de Gronwall-Bellman. En outre, l'unicité des solutions du modèle est établie en utilisant la théorie du point fixe. La méthode de décomposition adomienne de Laplace est utilisée pour obtenir une solution approximative du système non linéaire d'équations différentielles d'ordre fractionnaire du modèle avec un ordre fractionnaire différent $ \alpha $ pour chaque compartiment du modèle. Enfin, des présentations graphiques sont présentées pour montrer les effets d'autres paramètres fractionnaires $ \alpha $ sur les solutions approximatives obtenues.
Translated Description (Spanish)
En este artículo, se aplica el operador de derivados fraccionarios de Caputo de diferentes órdenes $ 0 <\alpha\ leq1 $ para formular el modelo de orden fraccional de la pandemia de COVID-19. La existencia y la limitación de las soluciones del modelo se investigan utilizando la desigualdad de Gronwall-Bellman. Además, la singularidad de las soluciones modelo se establece mediante el uso de la teoría del punto fijo. El método de descomposición adomiana de Laplace se utiliza para obtener una solución aproximada del sistema no lineal de ecuaciones diferenciales de orden fraccional del modelo con un orden fraccional diferente $ \alpha $ para cada compartimento del modelo. Finalmente, se presentan presentaciones gráficas para mostrar los efectos de otros parámetros fraccionarios $ \alpha $ sobre las soluciones aproximadas obtenidas.
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- على النموذج الرياضي ذو الترتيب الكسري لـ COVID -19 مع تأثيرات التدخلات المتعددة غير الصيدلانية
- Translated title (French)
- Sur le modèle mathématique d'ordre fractionnaire de la COVID-19 avec les effets de multiples interventions non pharmaceutiques
- Translated title (Spanish)
- Sobre el modelo matemático de orden fraccional de COVID-19 con los efectos de múltiples intervenciones no farmacéuticas
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4285260753
- DOI
- 10.3934/math.2022877
References
- https://openalex.org/W101914685
- https://openalex.org/W1963563982
- https://openalex.org/W1984853762
- https://openalex.org/W1999273822
- https://openalex.org/W2036315978
- https://openalex.org/W2045302984
- https://openalex.org/W2062479235
- https://openalex.org/W2109023520
- https://openalex.org/W2134965215
- https://openalex.org/W2137133788
- https://openalex.org/W2596494212
- https://openalex.org/W2611852327
- https://openalex.org/W2800349767
- https://openalex.org/W2899636826
- https://openalex.org/W2908155541
- https://openalex.org/W3007580879
- https://openalex.org/W3009041394
- https://openalex.org/W3009885589
- https://openalex.org/W3011427855
- https://openalex.org/W3017185871
- https://openalex.org/W3023108145
- https://openalex.org/W3032497769
- https://openalex.org/W3035598490
- https://openalex.org/W3040997728
- https://openalex.org/W3041852941
- https://openalex.org/W3049753157
- https://openalex.org/W3082726869
- https://openalex.org/W3087582921
- https://openalex.org/W3088952123
- https://openalex.org/W3090982827
- https://openalex.org/W3094225364
- https://openalex.org/W3113019934
- https://openalex.org/W3113725564
- https://openalex.org/W3132477113
- https://openalex.org/W3137468233
- https://openalex.org/W3186942002