<abstract> <p>This paper introduces a novel numerical scheme, the conformable finite difference method (CFDM), for solving time-fractional gas dynamics equations. The method was developed by integrating the finite difference method with conformable derivatives, offering a unique approach to tackle the challenges posed by time-fractional gas dynamics models. The study explores the significance of such equations in capturing physical phenomena like explosions, detonation, condensation in a moving flow, and combustion. The numerical stability of the proposed scheme is rigorously investigated, revealing its conditional stability under certain constraints. A comparative analysis is conducted by benchmarking the CFDM against existing methodologies, including the quadratic B-spline Galerkin and the trigonometric B-spline functions methods. The comparisons are performed using $ {L}_{2} $ and $ {L}_{\infty } $ norms to assess the accuracy and efficiency of the proposed method. To demonstrate the effectiveness of the CFDM, several illustrative examples are solved, and the results are presented graphically. Through these examples, the paper showcases the capability of the proposed methodology to accurately capture the behavior of time-fractional gas dynamics equations. The findings underscore the versatility and computational efficiency of the CFDM in addressing complex phenomena. In conclusion, the study affirms that the conformable finite difference method is well-suited for solving differential equations with time-fractional derivatives arising in the physical model.</p> </abstract>

In this study, the sequential operator of mixed order is analysed on the domain (μ2,μ1)∈(0,1)×(0,1) with 1<μ2+μ1<2. Then, the positivity of the nabla operator is obtained analytically on a finite time scale under some conditions. As a consequence, our analytical results are introduced on a set, named Em,ζ, on which the monotonicity analysis is obtained. Due to the complicatedness of the set Em,ζ several numerical simulations so are applied to estimate the structure of this set and they are provided by means of heat maps.

The time-fractional coupled Korteweg–De Vries equations (TFCKdVEs) serve as a vital framework for modeling diverse real-world phenomena, encompassing wave propagation and the dynamics of shallow water waves on a viscous fluid. This paper introduces a precise and resilient numerical approach, termed the Conformable Hyperbolic Non-Polynomial Spline Method (CHNPSM), for solving TFCKdVEs. The method leverages the inherent symmetry in the structure of TFCKdVEs, exploiting conformable derivatives and hyperbolic non-polynomial spline functions to preserve the equations’ symmetry properties during computation. Additionally, first-derivative finite differences are incorporated to enhance the method’s computational accuracy. The convergence order, determined by studying truncation errors, illustrates the method’s conditional stability. To validate its performance, the CHNPSM is applied to two illustrative examples and compared with existing methods such as the meshless spectral method and Petrov–Galerkin method using error norms. The results underscore the CHNPSM’s superior accuracy, showcasing its potential for advancing numerical computations in the domain of TFCKdVEs and preserving essential symmetries in these physical systems.

Special functions have been widely used in fractional calculus, particularly for addressing the symmetric behavior of the function. This paper provides improved delta Mittag–Leffler and exponential functions to establish new types of fractional difference operators in the setting of Riemann–Liouville and Liouville–Caputo. We give some properties of these discrete functions and use them as the kernel of the new fractional operators. In detail, we propose the construction of the new fractional sums and differences. We also find the Laplace transform of them. Finally, the relationship between the Riemann–Liouville and Liouville–Caputo operators are examined to verify the feasibility and effectiveness of the new fractional operators.

This article primarily focuses on examining the existence and uniqueness analysis of boundary fractional difference equations in a class of Riemann–Liouville operators. To this end, we firstly recall the general solution of the homogeneous fractional operator problem. Then, the Green function to the corresponding fractional boundary value problems will be reconstructed, and homogeneous boundary conditions are used to find the unknown constants. Next, the existence of solutions will be studied depending on the fixed-point theorems on the constructed Green’s function. The uniqueness of the problem is also derived via Lipschitz constant conditions.

This paper presents an analysis of the Hamiltonian formulation for continuous systems with second-order derivatives derived from Dirac’s theory. This approach offers a unique perspective on the equations of motion compared to the traditional Euler–Lagrange formulation. Focusing on Podolsky’s generalized electrodynamics, the Hamiltonian and corresponding equations of motion are derived. The findings demonstrate that both Hamiltonian and Euler–Lagrange formulations yield equivalent results. This study highlights the Hamiltonian approach as a valuable alternative for understanding the dynamics of second-order systems, validated through a specific application within generalized electrodynamics. The novelty of the research lies in developing advanced theoretical models through Hamiltonian formalism for continuous systems with second-order derivatives. The research employs an alternative method to the Euler–Lagrange formulas by applying Dirac’s theory to study the generalized Podolsky electrodynamics, contributing to a better understanding of complex continuous systems.

In this paper, the Fibonacci sequence, renowned for its significance across various fields, its ability to illuminate numerical concepts, and its role in uncovering patterns in mathematics and nature, forms the foundation of this research. This study introduces innovative concepts of weighted density, weighted statistical summability, weighted statistical convergence, and weighted statistical Cauchy, uniquely defined via the Fibonacci sequence and modulus functions. Key theorems, relationships, examples, and properties substantiate these novel principles, advancing our comprehension of sequence behavior. Additionally, we extend the notion of statistical cluster points within a broader framework, surpassing traditional definitions and offering deeper insights into convergence in a statistical context. Our findings in this paper open avenues for new applications and further exploration in various mathematical fields.

This manuscript introduces a novel three-variable cubic functional equation and derives its general solution. Employing both the direct and fixed-point methods, we investigate the orthogonal stability of this equation within the frameworks of quasi-β-Banach spaces and multi-Banach spaces. Additionally, the study explores the stability of the equation in various extended Banach spaces and provides a specific example illustrating the absence of stability in certain cases.

In the present paper, we are merging two interesting and well-known classes, namely those of Bazilevič and close-to-convex functions associated with a new derivative operator. We derive coefficient estimates for this broad category of analytic, univalent and bi-univalent functions and draw attention to the Fekete–Szegö inequalities relevant to functions defined within the open unit disk. Additionally, we identify several specific special cases of our results by specializing the parameters.