|
Журнал Средневолжского математического общества, 2025, том 27, номер 1, страницы 49–68 DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.27.202501.49-68
(Mi svmo903)
|
|
|
|
Математика
Групповая классификация нелинейного уравнения теплопроводности с дробно-дифференциальным малым двухфазным запаздыванием
В. О. Лукащук, С. Ю. Лукащук Уфимский университет науки и технологий
DOI:
https://doi.org/10.15507/2079-6900.27.202501.49-68
Аннотация:
В статье решается задача групповой классификации нелинейного одномерного дробно-дифференциального уравнения теплопроводности с полной памятью и двухфазным запаздыванием, включающим тепловую релаксацию и термическое демпфирование. Характерные времена релаксационных процессов считаются малыми, что учитывается в уравнении введением малого параметра при дробно-дифференциальных релаксационных слагаемых. Все теплофизические параметры считаются функциями температуры. Групповая классификация выполняется с точностью до преобразований эквивалентности по допускаемым уравнением группам приближенных точечных преобразований в линейном приближении по малому параметру. Доказано, что в общем случае допускаемая уравнением приближенная группа является пятипараметрической. Выделены случаи ее расширения до семи- и девятипараметрической, соответственно. Показано также, что рассматриваемое нелинейное уравнение обладает бесконечной группой приближенных симметрий в случае, когда соответствующее невозмущенное уравнение является линейным. Доказано, что рассматриваемое уравнение всегда точно наследует симметрии невозмущенного уравнения. Полученные результаты дают возможность построения приближенно-инвариантных решений рассматриваемого уравнения. В частности, из найденной классификации следует, что рассматриваемое уравнение всегда будет обладать решением типа бегущей волны, а автомодельные решения возможны только в случае степенных зависимостей теплофизических параметров от температуры. Получены анзацы данных типов решений и выполнена симметрийная редукция рассматриваемого уравнения к соответствующим обыкновенным дробно-дифференциальным уравнениям.
Ключевые слова:
дробно-дифференциальное уравнение теплопроводности, дробная производная Герасимова–Капуто, малый параметр, допускаемая группа приближенных преобразований, приближенно-инвариантное решение
Поступила в редакцию: 23.09.2024 Принята в печать: 26.02.2025
Образец цитирования:
В. О. Лукащук, С. Ю. Лукащук, “Групповая классификация нелинейного уравнения теплопроводности с дробно-дифференциальным малым двухфазным запаздыванием”, Журнал СВМО, 27:1 (2025), 49–68
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/svmo903 https://www.mathnet.ru/rus/svmo/v27/i1/p49
|
| Статистика просмотров: |
| Страница аннотации: | 202 | | PDF полного текста: | 186 | | Список литературы: | 118 |
|