|
Научные статьи
Метод приближенного решения уравнений в частных производных
Т. В. Жуковскаяa, Е. С. Жуковскийbc, М. А. Рыбаковb, А. С. Трофимоваbc a ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный технический университет»
b ФГБОУ ВО «Тамбовский государственный университет им. Г.Р. Державина»
c ФГБУН «Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН»
Аннотация:
В статье рассматривается уравнение в частных производных вида $$\frac{\partial u}{\partial t}=f\big(t,x,y, u, \frac{\partial u}{\partial x},\frac{\partial u}{\partial y},\frac{\partial^2 u}{\partial x^2},\frac{\partial^2 u}{\partial y^2}, \frac{\partial^2 u}{\partial x \partial y}\big), \ \ (x,y)\in D \subset \mathbb{R}^2, \ \ t\geq 0,$$ относительно неизвестной функции $u,$ определенной в области $D$ пространственных переменных $x,y$ и при $t\geq 0.$ Предлагается метод нахождения приближенного решения. Рассматриваемое уравнение заменяется приближенным за счет введения оператора сдвига $S:D\to D ,$ позволяющего заменить на каждом шаге вычислений неизвестные значения функции $u(x,y,t)$ в правой части значениями $u(S(x,y),t),$ полученными на предыдущем шаге. Идея предлагаемого метода восходит к идее метода Тонелли, известного для дифференциальных уравнений относительно функций одной переменной (с обычными, а не частными производными). Достоинствами предлагаемого метода являются простота получаемого итерационного соотношения и возможности применений к широкому классу уравнений и краевых условий. В статье получены итерационные формулы решения краевой задачи с условием Дирихле по пространственным переменным и с начальным или с краевым условием по переменной $t.$ На основании предложенного метода получено приближенное решение конкретной начально-краевой задачи для уравнения теплопроводности в квадратной области.
Ключевые слова:
уравнение в частных производных, краевая задача, приближенное аналитическое решение, уравнение теплопроводности
Поступила в редакцию: 28.05.2024 Принята в печать: 13.09.2024
Образец цитирования:
Т. В. Жуковская, Е. С. Жуковский, М. А. Рыбаков, А. С. Трофимова, “Метод приближенного решения уравнений в частных производных”, Вестник российских университетов. Математика, 29:147 (2024), 255–267
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/vtamu328 https://www.mathnet.ru/rus/vtamu/v29/i147/p255
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 116 | PDF полного текста: | 35 | Список литературы: | 16 |
|