Интегральное представление решения начальной задачи для волнового уравнения на геометрическом графе без граничных вершин

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Изучается начальная задача $u(x,0)=\varphi(x),$ $u_t(x,0)=0$ для волнового уравнения $u_{xx}(x,t)=u_{tt}(x,t)$ при $x\in\Gamma\setminus J$ и $t>0,$ в которой $\Gamma$ – геометрический граф (по Ю. В. Покорному) с прямолинейными рёбрами и без граничных вершин  ($\partial\Gamma=\varnothing$), $J$ – множество всех внутренних вершин $\Gamma,$ функция $\varphi$ задана; условия трансмиссии, замыкающие задачу, – это, помимо непрерывности функции $u(\,\cdot\,,t)$ во внутренних вершинах, условия гладкости для неё, суть которых состоит в том, что при каждом $t\geqslant0$ в каждой внутренней вершине $a\in J$ сумма правых производных функции $u(\,\cdot\,,t)$ по всем допустимым направлениям равна 0. Доказывается, что если $G^\ast$ есть обобщённая функция Грина (по М. Г. Завгороднему, 2019) для краевой задачи $-y''(x)=f(x),$   $x\in\Gamma\setminus J,$ при гладких условиях трансмиссии (здесь $y$ – искомая функция, непрерывная в точках из $J,$ а $f$ – заданная функция, равномерно непрерывная на каждом ребре $\Gamma$), то классическое решение $u$ начальной задачи представимо в виде:

<br/>u(x,t)=φ-Γg*(x,t,s)φ''(s)ds,<br/>
u(x,t)=\langle\varphi\rangle-\int\limits_\Gamma g^\ast(x,t,s)\varphi''(s)\,ds,

где $\langle\varphi\rangle$ – среднее от $\varphi$ по $\Gamma,$ а $g^\ast(x,t,s)=[\mathcal C(t)G^\ast(\,\cdot\,,s)](x),$ где, в свою очередь, $\mathcal C$ есть операторная функция, конечным образом описываемая только через метрические и топологические характеристики $\Gamma.$ Подход к получению этого представления $u$ аналогичен подходу, реализованному автором ранее (2006) в случае, когда $\partial\Gamma\ne\varnothing$ и в точках $\partial\Gamma$ ставятся условия Дирихле.

Об авторах

Владимир Леонидович Прядиев

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

Автор, ответственный за переписку.
Email: pryad@mail.ru
ORCID iD: 0009-0005-8301-5674

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теории функций и геометрии

Россия, 394018, Российская Федерация, г. Воронеж, Университетская пл., 1

Список литературы

  1. В.Л. Прядиев, “Описание решения начально-краевой задачи для волнового уравнения на одномерной пространственной сети через функцию Грина соответствующей краевой задачи для обыкновенного дифференциального уравнения”, Современная математика и ее приложения, 38:3 (2006), 82–94.
  2. Ю.В. Покорный, И.Г. Карелина, “О функции Грина задачи Дирихле на графе”, Доклады Академии наук СССР, 318:3 (1991), 542–544.
  3. Ю.В. Покорный, О.М. Пенкин, В.Л. Прядиев, А.В. Боровских, К.П. Лазарев, С.А. Шабров, Дифференциальные уравнения на геометрических графах, ФИЗМАТЛИТ, М., 2004.
  4. Р. Курант, Д. Гильберт, Методы математической физики. Т. I, ГТТИ, М.-Л., 1933.
  5. В.Л. Прядиев, “Один подход к описанию в конечной форме решений волнового уравнения на пространственной сети”, Спектральные и эволюционные проблемы, Труды XV Крымской осенней математической школы-симпозиума (Севастополь, 17–29 сентября), Севастополь-Ласпи, 2005, 132–139.
  6. Н.В. Глотов, В.Л. Прядиев, “Описание решений волнового уравнения на конечном и ограниченном геометрическом графе при условиях трансмиссии типа «жидкого» трения”, Вестник Воронежского госудаственного университета. Серия: Физика. Математика, 2006, №2, 185–193.
  7. Ю.В. Покорный, В.Л. Прядиев, А.В. Боровских, “Волновое уравнение на пространственной сети”, Доклады РАН, 388:1 (2003), 16–18.
  8. И.Г. Карелина, Некоторые дифференциальные неравенства на графах, дисс... канд. физ.-мат. наук, Воронежский государственный университет, Воронеж, 1992.
  9. В.Л. Прядиев, Л.Г. Фадеева, “Представление решения волнового уравнения на неограниченном геометрическом графе без граничных вершин”, Сборник научных трудов: Совершенствование преподавания физико-математических и общетехнических дисциплин в педвузе и школе, 4, Борисоглеб. гос. пед. ин-т, Борисоглебск, 2007, 39–53.
  10. О.В. Коровина, О некоторых свойствах решений волнового уравнения на геометрическом графе, дисс. ... канд. физ.-мат. наук, Белгородский государственный университет, Белгород, 2009.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».