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
263 KB...
12 06 2026 9:21:50
Статья в формате PDF
120 KB...
11 06 2026 19:47:48
Статья в формате PDF
219 KB...
10 06 2026 16:11:57
Статья в формате PDF
313 KB...
09 06 2026 7:53:39
Статья в формате PDF
214 KB...
08 06 2026 20:25:37
Статья в формате PDF
204 KB...
06 06 2026 6:17:34
Статья в формате PDF
138 KB...
05 06 2026 2:47:23
Статья в формате PDF
216 KB...
04 06 2026 0:45:44
Статья в формате PDF
577 KB...
03 06 2026 18:14:34
Статья в формате PDF
120 KB...
02 06 2026 17:51:25
Статья в формате PDF
109 KB...
01 06 2026 20:16:24
Статья в формате PDF
121 KB...
30 05 2026 22:59:46
Статья в формате PDF
142 KB...
29 05 2026 23:16:15
Статья в формате PDF
86 KB...
27 05 2026 21:58:49
Работа посвящена особенностям вегетативной регуляции сердечного ритма военнослужащих срочной службы в процессе прохождения воинской службы в зависимости от прежнего местожительства. Исследования показали, что у городских военнослужащих уровень напряжения регуляторных механизмов выше, чем у сельских. У городских военнослужащих адаптация к воинской службе протекает с большим напряжением регуляторных механизмов, за счет увеличения активности симпатического звена и субкортикальных уровней регуляции (высших вегетативных центров) наблюдаемое уже на середине и в конце прохождения воинской службы. Усиление степени централизации у них отмечалось уже в середине прохождения воинской службы, в то время как у сельских военнослужащих усиления отмечалось в конце службы.
...
26 05 2026 22:12:37
Статья в формате PDF
141 KB...
25 05 2026 17:15:46
Статья в формате PDF
114 KB...
24 05 2026 1:45:11
Статья в формате PDF
250 KB...
23 05 2026 8:26:24
Представлены результаты использования дернообразующих сортов растений в биоремедиации нефтезагрязненных земель в почвенно-климатических условиях Якутии. Установлено влияние растений на ускорение процессов биологической очистки мерзлотных почв от загрязнений. Использование растений с развитой корневой системой в качестве заключительного этапа рекультивации позволяет сократить сроки перевода нарушенных земель в состояние, соответствующее безопасному уровню, который хаpaктеризует способность почв к естественному самоочищению.
...
22 05 2026 6:53:45
Статья в формате PDF
107 KB...
20 05 2026 10:22:18
Статья в формате PDF
179 KB...
19 05 2026 12:37:18
Статья в формате PDF
121 KB...
18 05 2026 8:54:57
Статья в формате PDF
196 KB...
17 05 2026 8:32:58
Статья в формате PDF
108 KB...
16 05 2026 19:16:42
Статья в формате PDF
292 KB...
15 05 2026 11:35:29
Статья в формате PDF
278 KB...
14 05 2026 2:41:14
Статья в формате PDF
298 KB...
13 05 2026 5:40:12
Статья в формате PDF
128 KB...
12 05 2026 19:10:20
В работе анализируются результаты единого государственного экзамена по физике на примере региональной, а именно, томской выборки по результатам 2003 г. Проведено сравнение единого экзамена по физике и математике, а также вузовского и школьного тура ЕГЭ. Изучается решаемость конкретных заданий частей «А», «В», «С». Результаты исследования должны помочь учителям средних общеобразовательных школ в планировании учебного материала, построении новых методик обучения и, как следствие, в ликвидации пробелов в знаниях учащихся.
...
11 05 2026 22:42:52
Статья в формате PDF
326 KB...
10 05 2026 20:58:33
Существующие методы атомной эмиссионной спектроскопии для исследования состава металлов и сплавов используются во всех отраслях машиностроения. По мнению авторов, современные методы уже не обеспечивают необходимых точностей измерений.
В данной работе авторами проведены исследования влияния внешних факторов на точность измерений прибора атомно-эмиссионной спектроскопии.
...
09 05 2026 9:54:30
Статья в формате PDF
152 KB...
08 05 2026 10:38:45
Статья в формате PDF
112 KB...
07 05 2026 23:41:35
Статья в формате PDF
119 KB...
06 05 2026 12:48:27
Статья в формате PDF
285 KB...
04 05 2026 0:49:34
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 ::
