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    am
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    <journal-title>
     Applied Mathematics
    </journal-title>
   </journal-title-group>
   <issn pub-type="epub">
    2152-7385
   </issn>
   <issn publication-format="print">
    2152-7393
   </issn>
   <publisher>
    <publisher-name>
     Scientific Research Publishing
    </publisher-name>
   </publisher>
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  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="doi">
    10.4236/am.2025.168034
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    am-144667
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     <subject>
      Articles
     </subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="Discipline-v2">
     <subject>
      Physics 
     </subject>
     <subject>
       Mathematics
     </subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    Viscoelastic Stress-Strain via CFD Fractional Conformable Derivatives
   </title-group>
   <contrib-group>
    <contrib contrib-type="author" xlink:type="simple">
     <name name-style="western">
      <surname>
       Saber Talal Radwan
      </surname>
      <given-names>
       Syouri
      </given-names>
     </name>
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    <addr-line>
     aDepartment of Data Science, Faculty of Administrative and Information Sciences, Al-Istiqlal University, Jericho, Palestinian Territories
    </addr-line> 
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     07
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     08
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    <year>
     2025
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   <volume>
    16
   </volume> 
   <issue>
    08
   </issue>
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    628
   </fpage>
   <lpage>
    636
   </lpage>
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      1,
     </day>
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      July
     </month>
     <year>
      2025
     </year>
    </date>
    <date date-type="published">
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      5,
     </day>
     <month>
      July
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date> 
    <date date-type="accepted">
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      5,
     </day>
     <month>
      August
     </month>
     <year>
      2025
     </year> 
    </date>
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    <copyright-statement>
     © Copyright 2014 by authors and Scientific Research Publishing Inc. 
    </copyright-statement>
    <copyright-year>
     2014
    </copyright-year>
    <license>
     <license-p>
      This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
     </license-p>
    </license>
   </permissions>
   <abstract>
    The Conformable Fractional Calculus revolutionized mathematical modeling by extending the scope of differentiation and integration to include the ordering of non-integers in the broadest sense. This paper aims to incorporate the Conformable Fractional Derivative (CFD) on the viscoelastic model by proving and analyzing its element analysis. Furthermore, it highlights the challenges facing viscoelastic materials, including polymers and biomaterials, exhibit anomalous damping characterized by power-law relaxation and frequency-dependent dissipation through relation between the viscoelastic and stress-strain. Subsequently, the application of the CFD overcomes all the numerical and physical inconsistencies present in traditional fractional calculus models (e.g., Caputo derivatives) that rely on singular kernels. Finally, applying the CFD to the Oscillatory Strain Response through the elastic modulus results in no stress relaxation over a period of time.
   </abstract>
   <kwd-group> 
    <kwd>
     Fractional Calculus (FC)
    </kwd> 
    <kwd>
      Conformable Fractional Derivative (CFD)
    </kwd> 
    <kwd>
      Conformable Fractional Integrals (CFI)
    </kwd> 
    <kwd>
      Fractional Differential Equations
    </kwd> 
    <kwd>
      Applied Mathematics
    </kwd> 
    <kwd>
      Viscoelasticity
    </kwd> 
    <kwd>
      Control Theory
    </kwd> 
    <kwd>
      Anomalous Damping
    </kwd> 
    <kwd>
      Power-Law Dissipation
    </kwd> 
    <kwd>
      Singularity-Free and Biomaterials
    </kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
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 <body>
  <sec id="s1">
   <title>1. Introduction</title>
   <p>Fractional Calculus (FC), dating back to Leibniz and Euler, generalizes Classical Calculus to FC. While Riemann-Liouville and Caputo fractional derivatives had used in a wide range of theoretical and applied scientific fields <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-1">
     [1]
    </xref>, their underlying non-local and singular structures complicate analytical and numerical treatments. Subsequently, The Conformable Fractional Derivative (CFD), introduced by Khalil et al. (2014), and the Conformable Fractional integrals <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-2">
     [2]
    </xref> (CFI), introduced by Syouri et al. (2020), provides a local definition that preserves fundamental calculus rules, making it advantageous for applied sciences. Therefore, the fractional derivative viscoelastic model has been extensively studied and proven to require only a few parameters for the constitutive modeling of viscoelastic materials, enabling an accurate description of material mechanical properties across a wide frequency range.</p>
   <p>Compared with traditional viscoelastic models, this approach offers enhanced precision in characterizing the viscoelastic behavior of materials. Ronald L. Bagley et al. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-3">
     [3]
    </xref> have highlighted the suitability of fractional derivatives in describing the dynamic frequency response process of viscoelastic materials. The arrangement to fractional calculus is more complicated than classical calculus, fundamentally affected by two factors. Firstly, not at all like classical calculus, fractional calculus necessitates storing historical data all through the entire calculation period. As time advances, the aggregation of historical information leads to an increment in computational workload. Secondly the computational and theoretical distinctions between Caputo and conformable fractional derivative (CFD) models warrant explicit consideration, particularly regarding memory cost, numerical stability, and physical interpretability. The Caputo derivative, defined via a non-local integral operator, inherently requires storing the entire history of the solution, leading to substantial memory overhead and computational complexity in long-time simulations. In contrast, CFD employs a local limit-based formulation, significantly reducing memory demands by avoiding historical dependence <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-4">
     [4]
    </xref>.</p>
   <p>In this paper, we derive the stress–strain relationship of the fractional derivative Heaviside function, stress response, and CFD. Additionally, we obtain the relationship between stress and strain.</p>
  </sec><sec id="s2">
   <title>2. Mathematical Foundations</title>
   <p>Definition 1. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-5">
     [5]
    </xref> CFD</p>
   <p>Let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> be a function as 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mo>
        : 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        → 
      </mo> 
      <mi>
        ℛ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> then, CFD of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> of order:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        h 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <munder> 
       <mrow> 
        <mi>
          lim 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          → 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
      </munder> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             τ 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          ∀ 
        </mo> 
        <mi>
          τ 
        </mi> 
        <mo>
          &gt; 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          ∧ 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          ∈ 
        </mo> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>which, for differentiable functions, simplifies to:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Definition 2. <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-6">
     [6]
    </xref> CFI</p>
   <p>
    <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-"></xref>If 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       h 
     </mi> 
    </math> is a continuous function on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          ∞ 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Then,</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℑ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℑ 
       </mi> 
       <mn>
         1 
       </mn> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mi>
          h 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <munderover> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </munderover> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mi>
           h 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
      <mo>
        . 
      </mo> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℑ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the usual Riemann improper integral, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        ∈ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Properties of CFD <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-7">
     [7]
    </xref>:</p>
   <p>1. Linearity: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          a 
        </mi> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          b 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           f 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        b 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           g 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>2. Leibniz Rule: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>3. Chain Rule: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>4. Exponential Decay: For</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mrow> 
          <mi>
            λ 
          </mi> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           / 
         </mo> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        λ 
      </mi> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>where 
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>= quantity , 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       λ 
     </mi> 
    </math>= exponential decay constant and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       t 
     </mi> 
    </math> = time</p>
   <p>5. The inverse operation is defined via the relation between CFD and CFI is satisfies.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msubsup> 
       <mi>
         ℑ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
       <mi>
         a 
       </mi> 
      </msubsup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           ψ 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mi>
           ℑ 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
         <mi>
           a 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            f 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mi>
             x 
           </mi> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        f 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         x 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, for all 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        x 
      </mi> 
      <mo>
        ≥ 
      </mo> 
      <mi>
        a 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>For more points of interest almost the over properties and its proof, see <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-1">
     [1]
    </xref> <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-7">
     [7]
    </xref>.</p>
   <p>There are clear differences in the application of the basic properties of the fractional derivative to the Caputo and Riemann-Liouville definitions of the fractional derivative and the CFD, as shown in <xref ref-type="table" rid="table1">
     Table 1
    </xref>.</p>
   <table-wrap id="table1">
    <label>
     <xref ref-type="table" rid="table1">
      Table 1
     </xref></label>
    <caption>
     <title>
      <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-"></xref>Table 1. Comparison CFD with Caputo and Riemann-Liouville definitions properties of the fractional derivative.</title>
    </caption>
    <table class="MsoTableGrid custom-table" border="0" cellspacing="0" cellpadding="0"> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="32.92%"><p style="text-align:center">Property</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">CFD</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">Riemann-Liouville</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td custom-top-td acenter" width="22.37%"><p style="text-align:center">Caputo</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="32.92%"><p style="text-align:center">Local Operator</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">Yes</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">No</p></td> 
      <td class="custom-top-td acenter" width="22.37%"><p style="text-align:center">No</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="32.92%"><p style="text-align:center">Satisfies Chain Rule</p></td> 
      <td class="acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">Yes</p></td> 
      <td class="acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">No</p></td> 
      <td class="acenter" width="22.37%"><p style="text-align:center">No</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="acenter" width="32.92%"><p style="text-align:center">Initial Conditions</p></td> 
      <td class="acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">Standard</p></td> 
      <td class="acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">Fractional</p></td> 
      <td class="acenter" width="22.37%"><p style="text-align:center">Standard</p></td> 
     </tr> 
     <tr> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="32.92%"><p style="text-align:center">Computational Cost</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">Low</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.35%"><p style="text-align:center">High</p></td> 
      <td class="custom-bottom-td acenter" width="22.37%"><p style="text-align:center">High</p></td> 
     </tr> 
    </table>
   </table-wrap>
  </sec><sec id="s3">
   <title>3. Applications in Viscoelastic Materials</title>
   <p>When the Conformable Fractional Derivative (CFD) is connected to the viscoelastic stress-strain relationship, it replaces many forms of the fractional derivative such as the Caputo derivative to avoid individual singular kernels of classical fractional derivatives, so that the stress-strain relationship becomes:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        , 
      </mo> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        E 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        ϵ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>,</p>
   <p>where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       σ 
     </mi> 
    </math> is stress, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       ϵ 
     </mi> 
    </math> is strain, and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mi>
       E 
     </mi> 
    </math> is a material constant.</p>
   <p>We are progressing a theorem for the viscoelastic stress-strain relation using the Conformable Fractional Derivative (CFD) as an alternative to the Caputo-Fabrizio derivative.</p>
   <p>Theorem 1 “Viscoelastic Stress-Strain Relation (SSR) with CFD”</p>
   <p>For a viscoelastic material, the stress 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is related to the strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> by:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (1)</p>
   <p>where:</p>
   <p>Proof</p>
   <p>By applying Definition 1, in Equation (1), to obtain the SSR for a fractional Kelvin-Voigt model we get:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> Constitutive Equation</p>
   <p>Case 1 Stress Relaxation (Step Strain):</p>
   <p>Assume a step strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the Heaviside function). For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>Stress response:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mi>
          δ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The term 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> vanishes for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, yielding 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. This matches elastic solid behavior when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Case 2 Creep Response (Constant Stress):</p>
   <p>Assume constant stress 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. the equation becomes:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Solving the ODE:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Using an integrating factor 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, to imply:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
        <mtext>
          ​ 
        </mtext> 
       </mrow> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <mtext>
            ​ 
          </mtext> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus, stretched exponential creep, matching polymer/biomaterial behavior. Consequently, extensional exponential creep corresponds to the behavior of a polymer/biomaterial.</p>
   <p>Case 3 Anomalous Damping (Oscillatory Strain)</p>
   <p>For oscillatory strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>The complex modulus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>, by depends on the time.</p>
   <p>Then apply the CFD chain rule:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>It is concluded that the CFD affects the power law in the frequency domain <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-8">
     [8]
    </xref>.</p>
   <p>Example 3.1</p>
   <p>A viscoelastic material is subjected to a step strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, where 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> is the Heaviside step function. Find the stress response 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Solution:</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the strain is constant: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. Therefore, the derivative of strain is zero everywhere except at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> (where it is infinite). However, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we have:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Thus, the CFD is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
        for 
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mtext>
          
      </mtext> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then the stress becomes:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           ε 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>At 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> it is observed that, there’s a drive due to the derivative of the step function. However, since the step function is discontinuous at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, we must be cautious. The exact derivative in the distribution sense is 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, so:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> the Dirac delta is zero. Therefore, for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, the stress is indeed constant:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>This speaks to a solid-like behavior (elastic) for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The nonattendance of relaxation in this model for step strain may well be a limitation. In any case, note that the model with CFD does not exhibit stress relaxation for a step strain. Usually since the derivative term vanishes for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>From example 2.1 above, it can be concluded that the stress response to a step strain is constant for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>: 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math>. This indicates that the model behaves as an elastic solid in the step strain test. To observe relaxation, one might need to consider a different model or a different fractional derivative <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-8">
     [8]
    </xref>.</p>
   <p>Example 3.2: Creep Compliance under Constant Stress.</p>
   <p>A constant stress 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> is applied at 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. Find the strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (creep response).</p>
   <p>Solution:</p>
   <p>The governing equation is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         σ 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            ε 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mrow> 
          <mtext>
            d 
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Rearranged as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>This is a first-order linear ODE. The integrating factor is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mstyle displaystyle="true"> 
         <mrow> 
          <mo>
            ∫ 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              t 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
             <mo>
               − 
             </mo> 
             <mn>
               1 
             </mn> 
            </mrow> 
           </msup> 
           <mo>
             ⋅ 
           </mo> 
           <mtext>
             d 
           </mtext> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
          </mrow> 
         </mrow> 
        </mstyle> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Multiply both sides by 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        μ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mtext>
         d 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mi>
          exp 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Integrate on 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         [ 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
        <mo>
          , 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ] 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mi>
           exp 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mrow> 
             <msup> 
              <mi>
                η 
              </mi> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </msup> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>when 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mi>
        exp 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mfrac> 
         <mi>
           G 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mi>
            η 
          </mi> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </mfrac> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mi>
           α 
         </mi> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mstyle displaystyle="true"> 
       <mrow> 
        <msubsup> 
         <mo>
           ∫ 
         </mo> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
        </msubsup> 
        <mrow> 
         <msup> 
          <mi>
            τ 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
           <mo>
             − 
           </mo> 
           <mn>
             1 
           </mn> 
          </mrow> 
         </msup> 
         <mo>
           ⋅ 
         </mo> 
         <mi>
           exp 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mo>
            ( 
          </mo> 
          <mrow> 
           <mfrac> 
            <mi>
              G 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mi>
               η 
             </mi> 
             <mi>
               α 
             </mi> 
            </mrow> 
           </mfrac> 
           <msup> 
            <mi>
              τ 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </msup> 
          </mrow> 
          <mo>
            ) 
          </mo> 
         </mrow> 
         <mtext>
           d 
         </mtext> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mstyle> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>by Substitute</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math> then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        u 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mi>
         η 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <msup> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mtext>
        d 
      </mtext> 
      <mi>
        τ 
      </mi> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>to get</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mtext>
          exp 
        </mtext> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>hence</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <msub> 
         <mi>
           σ 
         </mi> 
         <mn>
           0 
         </mn> 
        </msub> 
       </mrow> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
      </mfrac> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mfrac> 
           <mi>
             G 
           </mi> 
           <mrow> 
            <mi>
              η 
            </mi> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
          </mfrac> 
          <msup> 
           <mi>
             t 
           </mi> 
           <mi>
             α 
           </mi> 
          </msup> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Clearly, applying the conformable fractional derivative can yield physical results within the following parameters:</p>
  </sec><sec id="s4">
   <title>4. Stress Relaxation after Step Strain</title>
   <p>The Heaviside function, or the unit step function, usually denoted by the symbol 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>, is a step function named after Oliver Heaviside, which has the value zero for negative arguments and one for positive ones <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-9">
     [9]
    </xref>. Various rules concerning the value of 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> are used. It is an example of the general class of step functions, all of which can be represented as linear combinations as <xref ref-type="fig" rid="fig1">
     Figure 1
    </xref>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         { 
       </mo> 
       <mtable columnalign="left"> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            ≥ 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
        <mtr> 
         <mtd> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
          <mo>
            , 
          </mo> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mtext>
              
          </mtext> 
          <mi>
            t 
          </mi> 
          <mo>
            &gt; 
          </mo> 
          <mn>
            0 
          </mn> 
         </mtd> 
        </mtr> 
       </mtable> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <fig id="fig1" position="float">
    <label>Figure 1</label>
    <caption>
     <title>Figure 1. The Heaviside function or Oliver Heaviside for all 

      <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
  
        <mi>
         
   t
  
        </mi>
  
        <mo>
         
   ∈
  
        </mo>
  
        <mi>
         
   ℝ
  
        </mi>
 
       </mrow>

      </math>.</title>
    </caption>
    <graphic mimetype="image" position="float" xlink:type="simple" xlink:href="https://html.scirp.org/file/7405459-rId213.jpeg?20250808014521" />
   </fig>
   <p>Example 4.1</p>
   <p>A step strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        H 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (Heaviside function) is applied. Find the stress 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Solution:</p>
   <p>For 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>, 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> and 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>. The stress is:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <mn>
          0 
        </mn> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>let 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> then 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mtext>
          d 
        </mtext> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math> (Dirac delta). Thus:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>The stress becomes:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Since:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mi>
        δ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math> for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math> (for 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        0 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>)</p>
   <p>Hence:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>By applied CFD:</p>
   <p>Example 4.2 Oscillatory Strain Response</p>
   <p>An oscillatory strain 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math> is applied. To find the complex modulus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Solution:</p>
   <p>by applied properties (3) the CFD chain rule:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mtext>
        ​ 
      </mtext> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          f 
        </mi> 
        <mo>
          ∘ 
        </mo> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         f 
       </mi> 
       <mo>
         ′ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          g 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           τ 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mi>
        g 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         τ 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         ψ 
       </mi> 
       <mi>
         α 
       </mi> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        i 
      </mi> 
      <mi>
        ω 
      </mi> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Simplify:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mrow> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            ω 
          </mi> 
         </mrow> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then the stress is given as:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        σ 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          G 
        </mi> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          η 
        </mi> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           ω 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mrow> 
          <mn>
            1 
          </mn> 
          <mo>
            − 
          </mo> 
          <mi>
            α 
          </mi> 
         </mrow> 
        </msup> 
        <mo>
          ⋅ 
        </mo> 
        <msup> 
         <mtext>
           e 
         </mtext> 
         <mrow> 
          <mfrac> 
           <mrow> 
            <mi>
              i 
            </mi> 
            <mi>
              π 
            </mi> 
            <mrow> 
             <mo>
               ( 
             </mo> 
             <mrow> 
              <mn>
                1 
              </mn> 
              <mo>
                − 
              </mo> 
              <mi>
                α 
              </mi> 
             </mrow> 
             <mo>
               ) 
             </mo> 
            </mrow> 
           </mrow> 
           <mn>
             2 
           </mn> 
          </mfrac> 
         </mrow> 
        </msup> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <msub> 
       <mi>
         ε 
       </mi> 
       <mn>
         0 
       </mn> 
      </msub> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          ω 
        </mi> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Then the complex modulus 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mfrac> 
       <mrow> 
        <mi>
          σ 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
       <mrow> 
        <mi>
          ε 
        </mi> 
        <mrow> 
         <mo>
           ( 
         </mo> 
         <mi>
           t 
         </mi> 
         <mo>
           ) 
         </mo> 
        </mrow> 
       </mrow> 
      </mfrac> 
     </mrow> 
    </math> is time-dependent. For long times ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        t 
      </mi> 
      <mo>
        ≫ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>), approximate to:</p>
   <p>
    <math display="inline" xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ≈ 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            i 
          </mi> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math></p>
   <p>Hence:</p>
   <p>
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         * 
       </mo> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        = 
      </mo> 
      <mi>
        G 
      </mi> 
      <mo>
        + 
      </mo> 
      <mi>
        η 
      </mi> 
      <mo>
        ⋅ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mrow> 
        <mi>
          cos 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
        <mo>
          + 
        </mo> 
        <mi>
          i 
        </mi> 
        <mi>
          sin 
        </mi> 
        <mfrac> 
         <mrow> 
          <mi>
            π 
          </mi> 
          <mrow> 
           <mo>
             ( 
           </mo> 
           <mrow> 
            <mn>
              1 
            </mn> 
            <mo>
              − 
            </mo> 
            <mi>
              α 
            </mi> 
           </mrow> 
           <mo>
             ) 
           </mo> 
          </mrow> 
         </mrow> 
         <mn>
           2 
         </mn> 
        </mfrac> 
       </mrow> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
     </mrow> 
    </math></p>
  </sec><sec id="s5">
   <title>5. Future Directions and Open Problems</title>
   <p>Physical Interpretation: Does CFD describe a specific physical memory mechanism?</p>
   <p>Generalized Definitions: Extending CFD to higher orders 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        α 
      </mi> 
      <mo>
        &gt; 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
     </mrow> 
    </math>.</p>
   <p>Machine Learning: Incorporating CFDs in fractional neural networks.</p>
   <p>What physical phenomenon does the fractional order represent using CFD?</p>
  </sec><sec id="s6">
   <title>6. Conclusions</title>
   <p>Conformable fractional derivatives (CFD) offer a practical and intuitive framework for fractional calculus, bridging classical and fractional analysis. Their local nature and compatibility with fundamentals calculus make it ideal for real-world applications. CFD provides a powerful, singularity-free framework for modeling anomalous damping in viscoelastic materials (e.g., polymers, biomaterials) <xref ref-type="bibr" rid="scirp.144667-10">
     [10]
    </xref>.</p>
   <p>First, it demonstrates non-uniqueness: computational fluid dynamics completely avoids singular nuclei, unlike Caputo/Fabrizio or Riemann-Liouville derivatives. Also, presented physical fidelity via extended exponential creep ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <mi>
        ε 
      </mi> 
      <mrow> 
       <mo>
         ( 
       </mo> 
       <mi>
         t 
       </mi> 
       <mo>
         ) 
       </mo> 
      </mrow> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <mn>
        1 
      </mn> 
      <mo>
        − 
      </mo> 
      <msup> 
       <mtext>
         e 
       </mtext> 
       <mrow> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          t 
        </mi> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>) and power-law damping ( 
    <math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML"> <mrow> 
      <msup> 
       <mi>
         G 
       </mi> 
       <mo>
         ″ 
       </mo> 
      </msup> 
      <mo>
        ~ 
      </mo> 
      <msup> 
       <mi>
         ω 
       </mi> 
       <mrow> 
        <mn>
          1 
        </mn> 
        <mo>
          − 
        </mo> 
        <mi>
          α 
        </mi> 
       </mrow> 
      </msup> 
     </mrow> 
    </math>), matching experimental data for polymers/biomaterials (e.g., collagen, polyisobutylene).</p>
  </sec><sec id="s7">
   <title>Acknowledgements</title>
   <p>Many thanks to the JAMP members for their outstanding professional performance. May your magazine remain one of the highest-rated.</p>
  </sec>
 </body><back>
  <ref-list>
   <title>References</title>
   <ref id="scirp.144667-ref1">
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     Sun, et al. (2018) CFD Viscoelastic Creep Solutions for Polymers.
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     Syouri, S., et al. (2020) Conformable Fractional Differential Transform Method for Solving Fractional Derivatives. International Journal of Advanced Science and Technology, 29, 1734-1743.‏
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     Bagley, R.L. and Torvik, P.J. (1983) Fractional Calculus—A Different Approach to the Analysis of Viscoelastically Damped Structures. AIAA Journal, 21, 741-748. &gt;https://doi.org/10.2514/3.8142
    </mixed-citation>
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     Katugampola, U.N. (2014). A New Fractional Derivative with Classical Properties. arXiv preprint arXiv:1410.6535.
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     Khan, A. and Khan, B. (2021) Confirm CFD’s Local Operator Avoids Historical Storage, unlike Caputo’s Non-Local Kernel (Sec. 2.1). Springer.
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     Gómez-Aguilar, J.F. and Sene, N. (2019). Analytical Solutions of Electrical Circuits Considering Certain Generalized Fractional Derivatives. The European Physical Journal Plus, 134, Article No. 260. &gt;https://doi.org/10.1140/epjp/i2019-12618-x 
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     Hristov, J. (2020). CFD in Viscoelasticity: From Anomalies to Applications. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 103, Article ID: 012008. &gt;https://doi.org/10.1088/1757-899X/1031/1/012008
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