
丁恒飛,男,博士,天水師范學院數學與統計學院教授,碩士研究生導師,數學與統計學院教工第二黨支部書記。美國《數學評論》評論員、中國數學會會員、中國工業與應用數學會會員、中國仿真學會會員、中國自動化學會會員、甘肅省重點學科“數學”學科帶頭人(負責人)、天水市“第一層次領軍人才”入選者、天水師范學院“青藍”人才入選者,天水師范學院“伏羲科研創新團隊”負責人。
丁恒飛同志目前主要從事整數和分數階微分方程的建模、分數階導數和分數階微分方程的高階數值算法以及應用研究。近年來,以第一作者發表學術論文30余篇。其中一區Top期刊6篇,分別為Fractional Calculus and Applied Analysis(3篇)、Applied Mathematics Letters(1篇)、Computers and Mathematics with Applications(1篇)和Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation(1篇),二區期刊10余篇,分別為Journal of Computational Physics (計算數學頂級期刊)、Journal of Scientific Computing (計算數學知名期刊)和Numerical Methods for Partial Differential Equations (計算數學重要期刊)等期刊。目前Scopus數據庫顯示被引用次數為766,H指數為16。 其中有2篇論文曾入選ESI全球高被引論文(學科前1%)和ESI全球熱點論文(學科前1‰)。
科研項目方面,共主持國家自然科學基金項2項(結題和在研各1項),主持甘肅省自然科學基金項目1項(已結題),主持天水師范學院科研項目2項(均結題),參與國家自然科學基金項目2項(均在研)。曾任SCI期刊《Discrete Dynamics in Nature and Society》特刊的客座編輯,現任國際SCI一區期刊《Fractal and Fractional》特刊客座編輯和國際SCI 二區期刊《Mathematics and Computers in Simulation》學術編委。同時也擔任一些國際SCI收錄期刊的審稿人。
本人針對分數階導數及其分數階微分方程的高階數值算法,做了一些系列性工作,尤其體現在以下幾個方面:
(1) 在論文《A high-order algorithm for time-caputo-tempered partial differential equation with Riesz derivatives in two spatial dimensions》中,我們構造了一個逼近回火Riemann-Liouville分數階導數的二階分數階緊致公式,且將此公式應用到Time caputo tempered partial differential equation with Riesz derivatives in two spatial dimensions中去,得到時間二階收斂,空間四階收斂的高階差分公式,對此差分公式的穩定性和收斂性進行了詳細的討論,在證明過程中,得到一些有趣的結論,最后通過數值例子驗證了數值微分公式和差分格式的有效性;
(2) 在文章《High-order numerical algorithms for Riesz derivatives via constructing new generating functions》中,我們構造了一類新的生成函數,然后以此生成函數為基礎,得到2-6階的逼近Riemann-Liouville (Riesz) 導數的高階數值微分公式,且對它們的系數進行了詳細的分析和討論,給出了相應的遞推公式。其中選擇二階公式為例子,應用到相應的方程中去,構造了無條件穩定和收斂的差分格式;
(3) 在論文《High-order algorithms for Riesz derivative and their applications (V)》中,借助于二階分數階中心差分公式,我們得到一類偶數階的數值微分公式,我們重點討論了階數為4,6,8,10的公式,對其系數的特征進行了詳細的討論,分析和證明,為穩定性和收斂性分析奠定了基礎,為了檢驗公式的有效性,我們選取四階公式去求解空間分數階電報方程,得到一個條件穩定和收斂的差分格式,最后通過數值例子說明了理論的合理性;
(4) 在論文《High-order numerical approximation formulas for Riemann Liouville (Riesz) tempered fractional derivatives: Construction and application (II)》中,基于新的生成函數,我們獲得逼近回火的Riemann-Liouville導數的二階數值微分公式,將其應用于相應的分數階方程中去,得到無條件穩定的數值算法;
(5) 在論文《A new second-order midpoint approximation formula for Riemann Liouville derivative: algorithm and its application》中,借助于新的生成函數,我們獲得逼近時間Riemann-Liouville 分數階導數的一個二階中點公式,對此公式的基本性質及其系數的特征進行了詳細的討論和證明,且將其應用到一維和二維的時間分數階微分方程中去,得到兩個無條件和收斂的新型高階數值算法。
(6) 對于Caputo導數的數值逼近公式,目前已有L1,L2-1和L3-2等等高階收斂公式,然而它們的收斂階和分數階導數的階數有關,不是一個常數,在求解含有兩個或者兩個以上分數階導數的微分方程時,收斂階不相容從而導致整體的收斂階會降低,為了克服這個弊端,在論文《The development of higher-order numerical differential formulas of Caputo derivative and their applications (I)》中,我們構造了兩個分數階數不同,但收斂階均為二階的數值微分公式,對此公式進行了詳細的分析和驗證,最后,我們將此公式應用到混合分數階導數的微分方程中去,通過詳細的理論分析和驗證,最后發現這兩個公式的有效的。此外,這兩個公式也可用于求解多項的時間分數階微分方程。