Сингулярно возмущенные интегральные уравнения с быстро осциллирующими неоднородностями

  • Машхура [Mashkhura] Абдухафизовна [A.] Бободжанова [Bobodzhanova]
  • Валерий [Valeriy] Федорович [F.] Сафонов [Safonov]
  • Юлия [Yuliya] Владимировна [V.] Фомина [Fomina]
Ключевые слова: сингулярно возмущенные и интегро-дифференциальные уравнения, быстро осциллирующие неоднородности, регуляризация интеграла

Аннотация

Рассмотрены сингулярно возмущенные интегро-дифференциальные уравнения с быстро осциллирующей правой частью. Основная цель работы заключается в обобщении метода регуляризации Ломова и выявлении влияния быстро осциллирующей правой части на асимптотику решения исходной задачи при наличии интегрального оператора. Различные прикладные задачи, связанные со свойствами сред с периодической структурой, ведут к необходимости изучения дифференциальных уравнений с быстро осциллирующими неоднородностями. Уравнения данной типа часто встречаются в приложениях, например, в электрических системах под воздействием высокочастотных внешних сил. Наличие подобных сил создает серьезные проблемы для численного интегрирования соответствующих дифференциальных уравнений. Поэтому к таким уравнениям обычно применяют асимптотические методы, наиболее известные из которых метод регуляризации Ломова и метод расщепления Фещенко–Шкиля–Николенко. Метод расщепления особенно эффективен в применении к уравнениям с быстро осциллирующей неоднородностью, а в случае неоднородности, содержащей как быстрые, так и медленные компоненты, наиболее результативен метод регуляризации Ломова. Оба метода разработаны, в основном, для сингулярно возмущенных уравнений, не содержащих интегральный оператор. Переход от дифференциальных к интегро-дифференциальным уравнениям требует существенной перестройки алгоритма метода регуляризации. Интегральный член порождает новые типы особенностей в решениях, отличающихся от ранее известных, что затрудняет разработку алгоритма метода регуляризации.

Сведения об авторах

Машхура [Mashkhura] Абдухафизовна [A.] Бободжанова [Bobodzhanova]

кандидат физико-математических наук, доцент кафедры высшей математики НИУ «МЭИ», e-mail: BobojanovaMA@mpei.ru

Валерий [Valeriy] Федорович [F.] Сафонов [Safonov]

доктор физико-математических наук, профессор кафедры высшей математики НИУ «МЭИ», e-mail: SafonovVF@mpei.ru

Юлия [Yuliya] Владимировна [V.] Фомина [Fomina]

старший преподаватель кафедры высшей математики НИУ «МЭИ», e-mail: FominaYV@mpei.ru

Литература

1. Ломов С.А. Введение в общую теорию сингулярных возмущений. М.: Наука, 1981.
2. Ломов С.А., Ломов И.С. Основы математической теории пограничного слоя. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2011.
3. Рыжих А.Д. Применение метода регуляризации для уравнения с быстро осциллирующими коэффициентами // Материалы Всесоюз. конф. по асимптотическим методам. Ч. I. Алма-Ата: Наука, 1979, С. 64—66.
4. Фещенко К.Ф., Шкиль Н.И., Николенко Л.Д. Асимптотические методы в теории линейных дифференциальных уравнений. Киев: Наукова думка, 1966.
5. Шкиль Н.И. Асимптотические методы в дифференциальных уравнениях, Киев: Наукова думка, 1971.
6. Далецкий Ю.Л. Асимптотический метод для некоторых дифференциальных уравнений с осциллирующими коэффициентами // Доклады АН СССР. 1962. Т. 143. № 5. С. 1026—1029.
7. Калимбетов Б.Т., Сафонов В.Ф. Интегро-дифференцированные сингулярно возмущенные уравнения с быстро осциллирующими коэффициентами // Вестник КарГУ. Серия «Математика». 2019. Т. 94. № 2. С. 33—47.
8. Калимбетов Б.Т., Сафонов В.Ф. Интегро-дифференциальные сингулярно возмущенные уравнения с быстро осциллирующими коэффициентами // Современные проблемы математики и механики: Материалы Междунар. конф. М.: МАКС Пресс, 2019. С. 299—302.
9. Калимбетов Б.Т. Асимптотика решений интегро-дифференциальной системы с параметрическим усилением // Теоретические и прикладные вопросы математики, механики и информатики: Материалы Междунар. науч. конф. Караганда, 2019. С. 82—83.
10. Калимбетов, Б.Т., Темирбеков М.А. Асимптотика решения сингулярно возмущенной интегро-дифференциальной системы с быстро осциллирующими коэффициентами // Актуальные проблемы математической физики: Сб. тезисов докл. М.: Изд-во МГУ им. М.В. Ломоносова, 2019. С. 29—30.
11. Сафонов В.Ф., Бободжанов А.А. Курс высшей математики. Сингулярно возмущенные задачи и метод регуляризации. М.: Изд-во МЭИ, 2012.
---
Для цитирования: Бободжанова М.А., Сафонов В.Ф., Фомина Ю.В. Сингулярно возмущенные интегральные уравнения с быстро осциллирующими неоднородностями // Вестник МЭИ. 2022. № 2. С. 119—126. DOI: 10.24160/1993-6982-2022-2-119-126.
#
1. Lomov S.A. Vvedenie v Obshchuyu Teoriyu Singulyarnykh Vozmushcheniy. M.: Nauka, 1981. (in Russian).
2. Lomov S.A., Lomov I.S. Osnovy Matematicheskoy Teorii Pogranichnogo Sloya. M.: Izd-vo MGU im. M.V. Lomonosova, 2011. (in Russian).
3. Ryzhikh A.D. Primenenie Metoda Regulyarizatsii dlya Uravneniya s Bystro Ostsilliruyushchimi Koeffitsientami. Materialy Vsesoyuz. Konf. po Asimptoticheskim Metodam. Ch. I. Alma-Ata: Nauka, 1979:64—66. (in Russian).
4. Feshchenko K.F., Shkil' N.I., Nikolenko L.D. Asimptoticheskie Metody v Teorii Lineynykh Differentsial'nykh Uravneniy. Kiev: Naukova Dumka, 1966. (in Russian).
5. Shkil' N.I. Asimptoticheskie metody v Differentsial'nykh Uravneniyakh, Kiev: Naukova Dumka, 1971. (in Russian).
6. Daletskiy Yu.L. Asimptoticheskiy Metod dlya Nekotorykh Differentsial'nykh Uravneniy s Ostsilliruyushchimi Koeffitsientami. Doklady AN SSSR. 1962;143;5:1026—1029. (in Russian).
7. Kalimbetov B.T., Safonov V.F. Integro-differentsirovannye Singulyarno Vozmushchennye Uravneniya s Bystro Ostsilliruyushchimi Koeffitsientami. Vestnik KarGU. Seriya «Matematika». 2019;94;2:33—47. (in Russian).
8. Kalimbetov B.T., Safonov V.F. Integro-differentsial'nye Singulyarno Vozmushchennye Uravneniya s Bystro Ostsilliruyushchimi Koeffitsientami. Sovremennye Problemy Matematiki i Mekhaniki: Materialy Mezhdunar. Konf. M.: MAKS Press, 2019:299—302. (in Russian).
9. Kalimbetov B.T. Asimptotika Resheniy Integro-differentsial'noy Sistemy s Parametricheskim Usileniem. Teoreticheskie i Prikladnye Voprosy Matematiki, Mekhaniki i Informatiki: Materialy Mezhdunar. Nauch. Konf. Karaganda, 2019:82—83. (in Russian).
10. Kalimbetov, B.T., Temirbekov M.A. Asimptotika Resheniya Singulyarno Vozmushchennoy Integro-differentsial'noy Sistemy s Bystro Ostsilliruyushchimi Koeffitsientami. Aktual'nye Problemy Matematicheskoy Fiziki: Sb. Tezisov Dokl. M.: Izd-vo MGU im. M.V. Lomonosova, 2019:29—30. (in Russian).
11. Safonov V.F., Bobodzhanov A.A. Kurs Vysshey Matematiki. Singulyarno Vozmushchennye Zadachi i Metod Regulyarizatsii. M.: Izd-vo MEI, 2012. (in Russian).
---
For citation: Bobodzhanova M.A., Safonov V.F., Fomina Yu.V. Singularly Perturbed Integral Equations with Rapidly Oscillating Inhomogeneities. Bulletin of MPEI. 2022;2:119—126. (in Russian). DOI: 10.24160/1993-6982-2022-2-119-126.
Опубликован
2021-06-03
Раздел
Дифференциальные уравнения, динамические системы и оптимальное управление (1.1.2)