Аналитическое решение пространственно-временного дробного уравнения реакции-диффузии с переменными коэффициентами

В статье решена задача неоднородного одномерного дробного дифференциального уравнения реакции-диффузии с переменными коэффициентами (1.1)-(1.2) методом разделения переменных (метод Фурье). Производная Капуто и производная Римана-Лиувилля рассматриваются во временном и пространственном направлениях соответственно. Приведено доказательство того, что найденное решение краевой задачи удовлетворяет заданным краевым условиям, и обсуждается сходимость рядов, определяющих предложенное решение.

Analytical solution of the space-time fractional reaction–diffusion equation with variable coefficients

In this paper, we solve the problem of an inhomogeneous one-dimensional fractional differential reaction–diffusion equation with variable coefficients (1.1)-(1.2) by the method of separation of variables (the Fourier method). The Caputo derivative and the Riemann–Liouville derivative are considered in the time and space directions, respectively. We prove that the obtained solution of the boundary-value problem satisfies the given boundary conditions. We discuss the convergence of the series defining the proposed solution.