• شماره ركورد
    33792
  • پديد آورنده

    ضياء الجعباوي

  • عنوان
    مدل‌سازي رياضي گسترش بيماري‌هاي عفوني با استفاده از معادلات ديفرانسيل مرتبه كسري و روش عددي آن
  • مقطع تحصيلي
    كارشناسي ارشد
  • رشته تحصيلي
    رياضي كاربردي
  • سال تحصيل
    1402
  • تاريخ دفاع
    1404/06/31
  • استاد راهنما
    سيده محبوبه مولوي عربشاهي
  • استاد مشاور
    سيده محبوبه مولوي عربشاهي
  • دانشكده
    رياضي و علوم كامپيوتر
  • چكيده
    اين پايان‌نامه تحليلي جامع از رقابت عفوني درون‌گونه‌اي در چارچوب يك مدل پويا براي بيماري‌هاي واگيردار ارائه مي‌دهد كه در آن چندين طبقهٔ جمعيتي به‌منظور بازنمايي دقيق‌تر الگوهاي واقع‌بينانهٔ انتقال بيماري به كار گرفته شده است. در اين چارچوب، حساسيت پارامترها از طريق تحليل حساسيت سيستم بررسي مي‌شود تا تأثيرات تركيبي آن‌ها بر روند پيشرفت و كنترل بيماري‌هاي عفوني ارزيابي گردد. مشتق كسري كاپوتو–فابريتزيو (C–F) براي بررسي رفتار ديناميكي و پيچيدگي ذاتي مدل به‌كار رفته است و امكان به‌دست‌آوردن راه‌حل‌هاي مرتبه كسري را فراهم مي‌كند كه اطلاعات تاريخي و ساختاري بيش‌تري را نسبت به همتايان كلاسيك خود حفظ مي‌كنند. تحليل حساسيت در اين پايان‌نامه نشان مي‌دهد كه تغييرات در پارامترهاي كليدي چگونه بر رفتار كيفي و كمي سيستم اثر مي‌گذارد. پايه نظري تحقيق با استفاده از نظريه نقطه ثابت پشتيباني مي‌شود كه وجود و يكتايي جواب‌ها را تضمين مي‌كند، در حالي كه معيار پايداري اولام–هايِرز (U–H) براي تعيين مقاومت سيستم در برابر اختلالات به كار گرفته شده است.از دستاوردهاي اصلي اين پايان‌نامه توسعه و به‌كارگيري يك روش عددي مبتني بر عملگر كسري C–F است كه به درك بهتر و طراحي راهبردهاي بالقوهٔ كنترل بيماري كمك مي‌كند. براي نشان‌دادن دقت و كارايي روش پيشنهادي، شبيه‌سازي‌هاي عددي مبتني بر MATLAB انجام شده و نتايج به‌صورت نمودارهاي سري زماني و نمودارهاي فازي براي مراتب كسري و پيكربندي‌هاي پارامتري گوناگون ارائه شده‌اند كه گذارهاي ديناميكي سيستم را برجسته مي‌سازند. اين پژوهش همچنين نشان مي‌دهد كه چارچوب مدل‌سازي و محاسباتي پيشنهادي مي‌تواند در طراحي راهبردهاي مداخله‌اي براي تسريع در بهبود بيماران و محدود كردن گسترش عفونت در جوامع به‌طور مؤثر به‌كار گرفته شود. در مجموع، يافته‌هاي اين پايان‌نامه كمك شاياني به حوزه‌هاي حساب كسري، اپيدميولوژي رياضي و مدل‌سازي عددي مي‌كند و هم بينش‌هاي نظري و هم ابزارهاي كاربردي ارزشمندي براي پژوهش‌هاي آينده ارائه مي‌دهد.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1404/07/08
  • عنوان به انگليسي
    Mathematical modeling of infectious disease spread using fractional-order differential equations an‎d its numerical method
  • تاريخ بهره برداري
    9/22/2026 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    ضياء الجعباوي

  • چكيده به لاتين
    This thesis provides a comprehensive analysis of intraspecific infectious rivalry within the framework of a dynamic contagious disease model, incorporating multiple population classes to more accurately represent realistic patterns of disease transmission. In the framework of this thesis, parameter sensitivities are analyzed through system sensitivity analysis to eva‎luate their combined influence on the progression an‎d control of infectious diseases. The Caputo–Fabrizio (C–F) fractional derivative is applied to explore the model’s dynamic behavior an‎d inherent complexity, enabling fractional-order solutions that retain more historical an‎d structural information than their classical counterparts. Sensitivity analysis in this thesis examines how variations in key parameters affect the qualitative an‎d quantitative behavior of the system. The theoretical foundation is supported by fixed-point theory, which ensures the existence an‎d uniqueness of solutions, while the Ulam–Hyers (U–H) stability criterion is employed to determine the robustness of the system under perturbations. A core contribution of this thesis is the development an‎d application of a numerical method based on the C–F fractional operator, designed to enhance both the understan‎ding an‎d potential control strategies of the infectious disease model. MATLAB-based numerical simulations are implemented in the thesis to demonstrate the accuracy an‎d efficiency of the proposed method. The results are presented through time series plots an‎d phase diagrams for various fractional orders an‎d parameter configurations, highlighting the system’s dynamic transitions. This work also demonstrates that the proposed modeling an‎d computational framework may be effectively applied in designing intervention strategies to promote faster recovery of patients an‎d to limit the spread of infection within communities. Overall, the findings of this thesis provide valuable contributions to the fields of fractional calculus, mathematical epidemiology, an‎d numerical modeling, offering both theoretical insights an‎d practical tools for future research.
  • كليدواژه هاي فارسي
    اپيدميولوژي رياضي , حساب كسري كاپوتو–فابريتزيو , تحليل حساسيت , وجود و يكتايي , روش عددي
  • كليدواژه هاي لاتين
    Mathematical epidemiology , Caputo–Fabrizio fractional calculus , Sensitivity analysis , Existence an‎d uniqueness , Numerical method
  • Author
    Dheyaa AL-Chaabawi
  • SuperVisor
    Maboubeh Molavi-Arabshahi