Nonlinear wave train in an inhomogeneous medium with the fractional theory in a plane self-focusing
Creators
- 1. Near East University
 - 2. Institute of Space Science
 - 3. Namal College
 - 4. Biruni University
 - 5. University of Management and Technology
 - 6. Çankaya University
 - 7. China Medical University
 
Description
The aim of study is to investigate the Hirota equation which has a significant role in applied sciences, like maritime, coastal engineering, ocean, and the main source of the environmental action due to energy transportation on floating anatomical structures. The classical Hirota model has transformed into a fractional Hirota governing equation by using the space-time fractional Riemann-Liouville, time fractional Atangana-Baleanu and space-time fractional $ \beta $ differential operators. The most generalized new extended direct algebraic technique is applied to obtain the solitonic patterns. The utilized scheme provided a generalized class of analytical solutions, which is presented by the trigonometric, rational, exponential and hyperbolic functions. The analytical solutions which cover almost all types of soliton are obtained with Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu and $ \beta $ fractional operator. The influence of the fractional-order parameter on the acquired solitary wave solutions is graphically studied. The two and three-dimensional graphical comparison between Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu and $ \beta $-fractional derivatives for the solutions of the Hirota equation is displayed by considering suitable involved parametric values with the aid of Mathematica.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الهدف من الدراسة هو التحقيق في معادلة هيروتا التي لها دور مهم في العلوم التطبيقية، مثل الهندسة البحرية والساحلية والمحيطات والمصدر الرئيسي للعمل البيئي بسبب نقل الطاقة على الهياكل التشريحية العائمة. تحول نموذج هيروتا الكلاسيكي إلى معادلة تحكم هيروتا الكسرية باستخدام عوامل تفاضلية Riemann - Liouville الكسرية للزمكان، و Atangana - Baleanu الكسرية للوقت، و $\beta $ الكسرية للزمكان. يتم تطبيق التقنية الجبرية المباشرة الجديدة الأكثر عمومية للحصول على الأنماط الانعزالية. قدم المخطط المستخدم فئة معممة من الحلول التحليلية، والتي يتم تقديمها من خلال الوظائف المثلثية والعقلانية والأسية والزائدية. يتم الحصول على الحلول التحليلية التي تغطي جميع أنواع العزلة تقريبًا من خلال Riemann - Liouville و Atangana - Baleanu و $\beta $ fractional operator. تتم دراسة تأثير معلمة الترتيب الكسري على حلول الموجات الانفرادية المكتسبة بيانياً. يتم عرض المقارنة الرسومية ثنائية وثلاثية الأبعاد بين ريمان- ليوفيل وأتانجانا- باليانو والمشتقات الكسرية $\beta $ لحلول معادلة هيروتا من خلال النظر في القيم البارامترية ذات الصلة المناسبة بمساعدة Mathematica.Translated Description (French)
Le but de l'étude est d'étudier l'équation d'Hirota qui a un rôle important dans les sciences appliquées, comme le génie maritime, côtier, océanique, et la principale source de l'action environnementale due au transport d'énergie sur les structures anatomiques flottantes. Le modèle classique d'Hirota s'est transformé en une équation fractionnaire gouvernant Hirota en utilisant les opérateurs différentiels fractionnaires espace-temps de Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu fractionnaire dans le temps et $ \beta $ fractionnaire dans l'espace-temps. La nouvelle technique algébrique directe étendue la plus généralisée est appliquée pour obtenir les motifs solitoniques. Le schéma utilisé a fourni une classe généralisée de solutions analytiques, qui est présentée par les fonctions trigonométriques, rationnelles, exponentielles et hyperboliques. Les solutions analytiques qui couvrent presque tous les types de soliton sont obtenues avec Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu et l'opérateur fractionnaire $ \beta $ . L'influence du paramètre d'ordre fractionnaire sur les solutions d'ondes solitaires acquises est étudiée graphiquement. La comparaison graphique bidimensionnelle et tridimensionnelle entre Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu et les dérivées $ \beta $ -fractionnelles pour les solutions de l'équation d'Hirota est affichée en considérant les valeurs paramétriques impliquées appropriées à l'aide de Mathematica.
Translated Description (Spanish)
El objetivo del estudio es investigar la ecuación de Hirota, que tiene un papel importante en las ciencias aplicadas, como la ingeniería marítima, costera, oceánica y la principal fuente de acción ambiental debido al transporte de energía en estructuras anatómicas flotantes. El modelo clásico de Hirota se ha transformado en una ecuación de gobierno de Hirota fraccionaria mediante el uso de los operadores diferenciales de espacio-tiempo fraccionario de Riemann-Liouville, tiempo fraccionario de Atangana-Baleanu y espacio-tiempo fraccionario $ \beta $. Se aplica la nueva técnica algebraica directa extendida más generalizada para obtener los patrones solitónicos. El esquema utilizado proporcionó una clase generalizada de soluciones analíticas, que se presenta por las funciones trigonométricas, racionales, exponenciales e hiperbólicas. Las soluciones analíticas que cubren casi todos los tipos de solitones se obtienen con Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu y $ \beta $ operador fraccionario. Se estudia gráficamente la influencia del parámetro de orden fraccional en las soluciones de onda solitaria adquiridas. La comparación gráfica bidimensional y tridimensional entre Riemann-Liouville, Atangana-Baleanu y las derivadas fraccionarias $\beta $ para las soluciones de la ecuación de Hirota se muestra considerando valores paramétricos involucrados adecuados con la ayuda de Mathematica.
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
 - قطار موجة غير خطي في وسط غير متجانس مع النظرية الكسرية في مستوى ذاتي التركيز
 - Translated title (French)
 - Train d'ondes non linéaire dans un milieu inhomogène avec la théorie fractionnaire dans un plan autofocalisant
 - Translated title (Spanish)
 - Tren de ondas no lineales en un medio no homogéneo con la teoría fraccionaria en un plano de autoenfoque
 
Identifiers
- Other
 - https://openalex.org/W4214732477
 - DOI
 - 10.3934/math.2022462
 
            
              References
            
          
        - https://openalex.org/W1572618919
 - https://openalex.org/W1966553738
 - https://openalex.org/W1997052948
 - https://openalex.org/W2005674956
 - https://openalex.org/W2014171123
 - https://openalex.org/W2016000918
 - https://openalex.org/W2055660721
 - https://openalex.org/W2057439701
 - https://openalex.org/W2069525574
 - https://openalex.org/W2073817609
 - https://openalex.org/W2320919408
 - https://openalex.org/W2326965058
 - https://openalex.org/W2339137098
 - https://openalex.org/W2396697984
 - https://openalex.org/W2571506496
 - https://openalex.org/W2800467841
 - https://openalex.org/W2890918977
 - https://openalex.org/W2891744178
 - https://openalex.org/W2963641381
 - https://openalex.org/W3023270086
 - https://openalex.org/W3025034973
 - https://openalex.org/W3041437849
 - https://openalex.org/W3048365063
 - https://openalex.org/W3092764697
 - https://openalex.org/W3093475938
 - https://openalex.org/W3093928626
 - https://openalex.org/W3106778318
 - https://openalex.org/W3110974096
 - https://openalex.org/W3118191862
 - https://openalex.org/W3122734739
 - https://openalex.org/W3152728713
 - https://openalex.org/W3157253362
 - https://openalex.org/W3157889336
 - https://openalex.org/W3158316185
 - https://openalex.org/W3168287986
 - https://openalex.org/W3171897412
 - https://openalex.org/W3208314957
 - https://openalex.org/W4200299657
 - https://openalex.org/W4200463463
 - https://openalex.org/W595846807