К АНАЛИЗУ ПРОБЛЕМЫ ИНТЕГРИРОВАНИЯ НЕЛИНЕЙНЫХ ВОЛНОВЫХ УРАВНЕНИЙ
1. Нелинейные волновые процессы моделируются при помощи нелинейных дифференциальных уравнениях в частных производных. Если ограничится нелинейными аналогами волнового уравнения, то упомянутая модель может быть представлена в виде
utt - с2uxx=h(u,ut,ux,t,x), (1)
h - нелинейная функция, структура которой определяется геометрическими и (или) физическими особенностями задачи. Раскладывая функцию h в ряд, в разных приближениях можно получать модели нелинейных волновых процессов. Нелинейные волновые эффекты весьма многочисленны и многообразны. В частности показывается, что при рассмотрении простейших нелинейных волновых моделей проявляются такие весьма хаpaктерные и важные явления как «деформирование» и «опрокидывание» профилей волн.
2. Рассмотрим примеры анализа нелинейных волн в так называемых виброударных системах с распределенными ударными элементами. Обозначим: u(x,t) - искомый прогиб. Пусть расстояние между струной и ограничителем равно Δ; 0<Δ<1. Имеем для определенности:
u(x,t)≤Δ<1, x [-½,½], t≥0. (2)
При реализации в первом соотношении строгого неравенства задача линейна и, ограничиваясь консервативным случаем имеем u≡utt-uxx=0. Пусть: u(±½,t)=0, u(x,0)= u0(x) ≤0, ut(x,0)= 0.Гладкость функции u0(x) такова, что (хотя бы в обобщенном смысле) обеспечивается существование и единственность решение задачи Коши в соответствующей линейной системе. При реализации контакта ограничитель действует на струну «от себя» поэтому при u>0:
u≤0 (3)
Условие аналогичное (3) эквивалентно дозвуковому распространению взаимодействий.Потребуем: suppu⊂ {(x,t); u(x,t)=Δ, где символ «supp» обозначает носитель обобщенной функции. Считая, что при взаимодействии энергия не теряется, постулируем здесь выполнение, имеющего место в соответствующей линейной системе соотношения, выражающего закон сохранения энергии, т.е. в смысле обобщенных функций ∂ ⁄∂t(|ut|+|ux|)=∂ ⁄∂x(2utux).Это соотношение постулируется и выражает, в частности, гиротезу удара:
ut (x, t-0)=-ut(x, t+0), (x,t) ∈ suppu, u(x,t)=Δ. (4)
Данные определяют гипотезу удара взаимодействия струны об ограничителем без учета потерь энергии. Данную задачу можно символически записать в виде нелинейного уравнения Клейна - Гордона u+Ф(u)=0, где обобщенная функция Ф(u) определяется указанными соотношениями.
Постановка задачи о поляризованных колебаниях струны, находящейся, например, в трубе, вполне аналогична. Вместо неравенства (2) имеем двойное неравенство u≤≥0.
3. Постановка задачи о взаимодействии струны с точечным ограничителем принципиально отличается от предыдущих, так как при достижении точечного ограничителя, струна некоторое время покоится на нем и мы имеем в определенном смысле аналог гипотезы об абсолютно неупругом ударе. При этом гипотеза взаимодействия подразумевает, что потери энергии отсутствуют. Обсуждение моделей диссипации энергии в системах с распределенными ударными элементами не проводится.
Пусть в плоскости колебаний струны зафиксирован точечный ограничитель и пусть точка фиксации есть (0,∆). Таким образом здесь u(0,t)≥∆. Записывая уравнение движения снова в виде нелинейного уравнения Клейна-Гордона, заметим, что при возникновении контакта струны с ограничителем, как отмечалось, ее серединная точка будет некоторое время покоится. Если tk -начало k-го взаимодействия, а θk - его окончание: u(0,t)=∆, t∈[tk,θk], то Ф(u)=-ΣRk(t)δ(x)[η(t-tk)-η(θ-θk)], где к -индексы по которым проводится суммирование,δ(x) и η(t) - δ-функция Диpaка и единичная функция Хевисайда;Rk(t)= ux(-0,t) - ux(+0,t) ≥0, t∈ [tk,θk] - сила реакции ограничителя. При реализации строгого неравенства) контакт отсутствует. Действие точечного ограничителя равносильно систематическому дополнительному защемлению (в данном случае - середины) струны.
Подробное изложение данных проблем дано в [1]. (Поддержка РФФИ 05-08-50183).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
- Крупенин В.Л. К описанию динамических эффектов, сопровождающих колебания струн вблизи однотавровых ограничителей // ДАН. 2003. № 388 (3). С.31- 38.
Статья в формате PDF
110 KB...
21 07 2026 5:41:48
Статья в формате PDF
240 KB...
20 07 2026 21:24:39
Статья в формате PDF
121 KB...
19 07 2026 4:18:21
Статья в формате PDF
113 KB...
18 07 2026 7:24:45
Статья в формате PDF 130 KB...
17 07 2026 1:28:28
Статья в формате PDF
343 KB...
15 07 2026 4:34:24
Статья в формате PDF
254 KB...
14 07 2026 13:44:20
Статья в формате PDF
106 KB...
13 07 2026 17:35:30
Статья в формате PDF
102 KB...
12 07 2026 23:48:53
Статья в формате PDF
99 KB...
11 07 2026 18:53:44
Статья в формате PDF
425 KB...
08 07 2026 10:34:38
Статья в формате PDF
639 KB...
07 07 2026 14:29:30
Статья в формате PDF
143 KB...
06 07 2026 2:29:14
Статья в формате PDF
136 KB...
05 07 2026 19:38:12
Статья в формате PDF
103 KB...
04 07 2026 14:46:23
Статья в формате PDF
175 KB...
02 07 2026 4:38:44
Статья в формате PDF
126 KB...
01 07 2026 23:35:16
Статья в формате PDF
113 KB...
29 06 2026 7:36:41
Статья в формате PDF
270 KB...
27 06 2026 1:43:54
Статья в формате PDF
334 KB...
26 06 2026 10:13:39
Статья в формате PDF
128 KB...
24 06 2026 5:42:30
Статья в формате PDF
220 KB...
22 06 2026 4:41:15
Исследовано явление физической адсорбции высших предельных аминов, которые являются распространенными органическими загрязняющими веществами водных объектов, на поверхности раздела фаз «твердое — жидкое». Изучены возможности спектрофотометрического определения концентрации додециламина в воде применительно к явлениям адсорбции этого вещества на поверхности силикатных минералов, имеющих место в пpaктике обогащения полезных ископаемых и химической промышленности.
...
21 06 2026 17:59:40
Статья в формате PDF
140 KB...
20 06 2026 0:51:52
Статья в формате PDF
139 KB...
19 06 2026 8:49:32
Статья в формате PDF
110 KB...
18 06 2026 5:43:48
Статья в формате PDF
286 KB...
17 06 2026 7:22:42
Любая научная дисциплина строится на основных понятиях, которые, являясь фундаментальными, имеют философский исток. В биологических науках среди прочих таковыми являются понятия «системы» и «целого». В настоящее время возникла необходимость по-новому взглянуть на их роль в решении вопроса о функционировании живого организма, на их взаимоотношения и структурно-функциональное наполнение. Первый шаг в таком рассмотрении сделан авторами настоящей статьи, в которой определено место этих понятий в описании функций живого, как в теоретическом, так и в пpaктическом плане.
...
16 06 2026 16:26:38
Статья в формате PDF
329 KB...
15 06 2026 9:21:43
Статья в формате PDF
248 KB...
14 06 2026 6:45:28
Статья в формате PDF
125 KB...
13 06 2026 22:16:53
Статья в формате PDF 94 KB...
12 06 2026 21:50:33
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
