Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами
Изучается линейное параболическое уравнение в области с тонким слабопроницаемым включением. Для такой задачи получена новая модель с неизвестными (u, w). В рамках этой модели основное параболическое уравнение второго порядка трансформируется в систему двух дифференциальных уравнений первого порядка...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Кибернетика и системный анализ |
|---|---|
| Datum: | 2016 |
| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
2016
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142063 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами / Д.А. Номировский, А.И. Востриков // Кибернетика и системный анализ. — 2016. — Т. 52, № 6. — С. 114-126. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-142063 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Номировский, Д.А. Востриков, А.И. 2018-09-24T14:49:04Z 2018-09-24T14:49:04Z 2016 Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами / Д.А. Номировский, А.И. Востриков // Кибернетика и системный анализ. — 2016. — Т. 52, № 6. — С. 114-126. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0023-1274 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142063 517.958 Изучается линейное параболическое уравнение в области с тонким слабопроницаемым включением. Для такой задачи получена новая модель с неизвестными (u, w). В рамках этой модели основное параболическое уравнение второго порядка трансформируется в систему двух дифференциальных уравнений первого порядка с коэффициентами из классов обобщенных функций. Изучена связь этого подхода с классической и слабой постановками задачи. Вивчається лінійне параболічне рівняння в області з тонким слабопроникним включенням. Для цієї задачі отримано нову модель з невідомими (u, w). В межах цієї моделі основне параболічне рівняння другого порядку трансформується в систему двох диференціальних рівнянь першого порядку з коефіцієнтами з класів узагальнених функцій. Досліджено зв’язок цього підходу з класичною та слабкою постановками задачі. We study a linear parabolic system in a domain with a thin low-permeable insertion. A new formulation of the problem is obtained with the unknowns (u, w). Under this approach, the main second-order parabolic equation is converted to a set of first-order partial differential equations with distributional coefficients. The relations of the approach to the classical and weak formulations of the problem are analyzed. ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України Кибернетика и системный анализ Системный анализ Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами Узагальнені постановки та властивості моделей процесів переносу в областях з розрізами Generalized formulations and properties of models of transmission processes in domains with cuts Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами |
| spellingShingle |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами Номировский, Д.А. Востриков, А.И. Системный анализ |
| title_short |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами |
| title_full |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами |
| title_fullStr |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами |
| title_full_unstemmed |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами |
| title_sort |
обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами |
| author |
Номировский, Д.А. Востриков, А.И. |
| author_facet |
Номировский, Д.А. Востриков, А.И. |
| topic |
Системный анализ |
| topic_facet |
Системный анализ |
| publishDate |
2016 |
| language |
Russian |
| container_title |
Кибернетика и системный анализ |
| publisher |
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Узагальнені постановки та властивості моделей процесів переносу в областях з розрізами Generalized formulations and properties of models of transmission processes in domains with cuts |
| description |
Изучается линейное параболическое уравнение в области с тонким слабопроницаемым включением. Для такой задачи получена новая модель с неизвестными (u, w). В рамках этой модели основное параболическое уравнение второго порядка трансформируется в систему двух дифференциальных уравнений первого порядка с коэффициентами из классов обобщенных функций. Изучена связь этого подхода с классической и слабой постановками задачи.
Вивчається лінійне параболічне рівняння в області з тонким слабопроникним включенням. Для цієї задачі отримано нову модель з невідомими (u, w). В межах цієї моделі основне параболічне рівняння другого порядку трансформується в систему двох диференціальних рівнянь першого порядку з коефіцієнтами з класів узагальнених функцій. Досліджено зв’язок цього підходу з класичною та слабкою постановками задачі.
We study a linear parabolic system in a domain with a thin low-permeable insertion. A new formulation of the problem is obtained with the unknowns (u, w). Under this approach, the main second-order parabolic equation is converted to a set of first-order partial differential equations with distributional coefficients. The relations of the approach to the classical and weak formulations of the problem are analyzed.
|
| issn |
0023-1274 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/142063 |
| citation_txt |
Обобщенные постановки и свойства моделей процессов переноса в областях с разрезами / Д.А. Номировский, А.И. Востриков // Кибернетика и системный анализ. — 2016. — Т. 52, № 6. — С. 114-126. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT nomirovskiida obobŝennyepostanovkiisvoistvamodeleiprocessovperenosavoblastâhsrazrezami AT vostrikovai obobŝennyepostanovkiisvoistvamodeleiprocessovperenosavoblastâhsrazrezami AT nomirovskiida uzagalʹnenípostanovkitavlastivostímodeleiprocesívperenosuvoblastâhzrozrízami AT vostrikovai uzagalʹnenípostanovkitavlastivostímodeleiprocesívperenosuvoblastâhzrozrízami AT nomirovskiida generalizedformulationsandpropertiesofmodelsoftransmissionprocessesindomainswithcuts AT vostrikovai generalizedformulationsandpropertiesofmodelsoftransmissionprocessesindomainswithcuts |
| first_indexed |
2025-11-24T23:51:05Z |
| last_indexed |
2025-11-24T23:51:05Z |
| _version_ |
1850501055038619648 |
| fulltext |
ÓÄÊ 517.958
Ä.À. ÍÎÌÈÐÎÂÑÊÈÉ, À.È. ÂÎÑÒÐÈÊÎÂ
ÎÁÎÁÙÅÍÍÛÅ ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÈ È ÑÂÎÉÑÒÂÀ ÌÎÄÅËÅÉ
ÏÐÎÖÅÑÑÎÂ ÏÅÐÅÍÎÑÀ Â ÎÁËÀÑÒßÕ Ñ ÐÀÇÐÅÇÀÌÈ
Àííîòàöèÿ. Èçó÷àåòñÿ ëèíåéíîå ïàðàáîëè÷åñêîå óðàâíåíèå â îáëàñòè
ñ òîíêèì ñëàáîïðîíèöàåìûì âêëþ÷åíèåì. Äëÿ òàêîé çàäà÷è ïîëó÷åíà íîâàÿ
ìîäåëü ñ íåèçâåñòíûìè ( , )u � . Â ðàìêàõ ýòîé ìîäåëè îñíîâíîå ïàðàáîëè-
÷åñêîå óðàâíåíèå âòîðîãî ïîðÿäêà òðàíñôîðìèðóåòñÿ â ñèñòåìó äâóõ äèô-
ôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé ïåðâîãî ïîðÿäêà ñ êîýôôèöèåíòàìè èç êëàññîâ
îáîáùåííûõ ôóíêöèé. Èçó÷åíà ñâÿçü ýòîãî ïîäõîäà ñ êëàññè÷åñêîé è ñëà-
áîé ïîñòàíîâêàìè çàäà÷è.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïàðàáîëè÷åñêîå óðàâíåíèå, ðàçðûâíûå ðåøåíèÿ, óñëîâèÿ
ïåðåíîñà, îáîáùåííûå ôóíêöèè.
ÂÂÅÄÅÍÈÅ
Âî ìíîãèõ àêòóàëüíûõ ïðèêëàäíûõ çàäà÷àõ èçó÷àåòñÿ òåïëî- è ìàññîïåðåíîñ,
ïðîòåêàþùèé â ñðåäàõ, êîòîðûå ñîäåðæàò èíîðîäíûå çîíû è âêëþ÷åíèÿ.
Âíóòðè îáëàñòè èëè íà åå ãðàíèöå ìîãóò íàõîäèòüñÿ òîíêèå ñëîè êðàñêè,
îãíåóïîðíûå ñëîè, îêèñëû è äðóãèå ïëåíêè, òðåùèíû è ðàçëîìû, òîíêèå ïðî-
ñëîéêè æèäêîñòåé, ãàçîâûå çàçîðû, ðàçëè÷íûå ìåìáðàíû è ò.ä.
Îáû÷íî ïðè ìîäåëèðîâàíèè òàêèõ ïðîöåññîâ âêëþ÷åíèÿ, ââèäó èõ ìàëîãî õà-
ðàêòåðíîãî ðàçìåðà, óäàëÿþò èç îáëàñòè ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà, îïðåäåëÿÿ íà ïî-
âåðõíîñòÿõ óäàëåííûõ âêëþ÷åíèé íåêîòîðûå ãðàíè÷íûå óñëîâèÿ ñîïðÿæåíèÿ,
ó÷èòûâàþùèå ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà è èíòåãðàëüíî îïèñûâàþùèå ïðîöåññ ïåðåíî-
ñà â ýòîé ÷àñòè ïðîñòðàíñòâà. Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àþò ãðàíè÷íî-êðàåâóþ çàäà÷ó
â îáëàñòè ñ ðàçðåçàìè, îáû÷íî íå ÿâëÿþùóþñÿ îäíîñâÿçíîé.  ðàìêàõ òàêèõ ïî-
ñòàíîâîê ïðîöåññ ïåðåíîñà èçó÷àëñÿ âî ìíîãèõ ïóáëèêàöèÿõ (ñì., íàïðèìåð, [1–4]
è ñîîòâåòñòâóþùóþ áèáëèîãðàôèþ).
Äðóãîé ïîäõîä ê ìîäåëèðîâàíèþ ïðîöåññîâ ïåðåíîñà â îáëàñòÿõ ñ èíîðîäíû-
ìè âêëþ÷åíèÿìè áûë ïðåäëîæåí Â.Ô. Äåì÷åíêî è îïèñàí â ðàáîòå [5]. Âìåñòî îä-
íîãî óðàâíåíèÿ âòîðîãî ïîðÿäêà, îïèñûâàþùåãî äèíàìèêó ïðîöåññà, ïðåäëàãàëîñü
ðàññìàòðèâàòü ñèñòåìó äèôôåðåíöèàëüíûõ óðàâíåíèé ïåðâîãî ïîðÿäêà â åñòåñ-
òâåííûõ ïåðåìåííûõ («íîâûìè» ïåðåìåííûìè ÿâëÿþòñÿ êîìïîíåíòû âåêòîðà ïî-
òîêà ïåðåíîñèìîé ñóáñòàíöèè). Ïðè ýòîì óäàëåííóþ ïðîñëîéêó (ðàçðåç) âîçâðàùà-
þò â îáëàñòü ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà, à ýôôåêò èíîðîäíûõ âêëþ÷åíèé, âûðàæåííûé
óñëîâèÿìè ñîïðÿæåíèÿ, óäàåòñÿ ó÷èòûâàòü ÷åðåç êîýôôèöèåíòû óðàâíåíèé [6–10].
Òàêîé ïîäõîä êîíöåïòóàëüíî ñîäåðæèò ðÿä ïðåèìóùåñòâ. Íàïðèìåð, ïîëó-
÷åííûå óðàâíåíèÿ ñèñòåìû èìåþò ïðîñòóþ ôèçè÷åñêóþ èíòåðïðåòàöèþ — âûðà-
æàþò îñíîâíûå ôèçè÷åñêèå çàêîíû, îïèñûâàþùèå èçó÷àåìûé ïðîöåññ. Îäíî èç
ýòèõ óðàâíåíèé (ñêàëÿðíîå) âûðàæàåò çàêîí ñîõðàíåíèÿ ñóáñòàíöèè, âòîðîå (âåê-
òîðíîå) — ôåíîìåíîëîãè÷åñêèé çàêîí ïåðåíîñà ýòîé ñóáñòàíöèè ïî îïðåäåëåííî-
ìó ìåõàíèçìó. Íàëè÷èå íåñêîëüêèõ óðàâíåíèé ñèñòåìû äàåò çíà÷èòåëüíî áîëüøå
âîçìîæíîñòåé äëÿ äîêàçàòåëüñòâà íåîáõîäèìûõ ñâîéñòâ èçó÷àåìûõ îïåðàòîðîâ,
÷åì òðàäèöèîííàÿ ïîñòàíîâêà. Íàïðèìåð, òàê íàçûâàåìûé ñìåøàííûé ìåòîä êî-
íå÷íûõ ýëåìåíòîâ ïî ñâîåé ñóòè ñîîòâåòñòâóåò ýòîìó ïîäõîäó [11, 12]. Êðîìå
òîãî, ïðè äàííîì ñïîñîáå ìîäåëèðîâàíèÿ îáëàñòü ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà ÿâëÿåòñÿ
îäíîñâÿçíîé, ÷òî ïðåäñòàâëÿåòñÿ ñóùåñòâåííûì íà ýòàïå ÷èñëåííîãî ðàñ÷åòà ìî-
äåëè. Õàðàêòåðíîé íåãàòèâíîé îñîáåííîñòüþ ïðåäëîæåííîãî ïîäõîäà ÿâëÿåòñÿ
ïðèñóòñòâèå îáîáùåííûõ ôóíêöèé â êîýôôèöèåíòàõ óðàâíåíèé.
 íàñòîÿùåé ñòàòüå íà îñíîâå ïîäõîäà Â.Ô. Äåì÷åíêî ñòðîèòñÿ åäèíàÿ ìàòå-
ìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ïðîöåññîâ ïåðåíîñà äëÿ ïàðàáîëè÷åñêèõ ñèñòåì ñ ðàçíîîáðàç-
114 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
© Ä.À. Íîìèðîâñêèé, À.È. Âîñòðèêîâ, 2016
íûìè óñëîâèÿìè ñîïðÿæåíèÿ, â ÷àñòíîñòè èäåàëüíîãî êîíòàêòà, íåèäåàëüíîãî
êîíòàêòà, ñîñðåäîòî÷åííîãî ñîáñòâåííîãî èñòî÷íèêà. Êðîìå òîãî, èçó÷àåòñÿ
ñâÿçü ïîñòðîåííîé ìîäåëè ñ êëàññè÷åñêîé è ñëàáîé ïîñòàíîâêàìè.
ÊËÀÑÑÈ×ÅÑÊÀß ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÀ ÏÐÎÖÅÑÑÀ ÏÅÐÅÍÎÑÀ
 ÑËÎÈÑÒÎ ÍÅÎÄÍÎÐÎÄÍÛÕ ÑÐÅÄÀÕ
Ïóñòü ñîñòîÿíèå ñèñòåìû îïèñûâàåòñÿ ôóíêöèåé u t m( , , , )� �1 � , êîòîðàÿ îïðå-
äåëåíà â öèëèíäðè÷åñêîé îáëàñòè Q T� �( ; )0 � , ãäå � � R m — îãðàíè÷åííàÿ
îäíîñâÿçíàÿ îáëàñòü èçìåíåíèÿ ïðîñòðàíñòâåííûõ ïåðåìåííûõ � � �� ( , , )1 � m
ñ ðåãóëÿðíîé ãðàíèöåé �� . Îáëàñòü � ðàçáèâàåòñÿ äîñòàòî÷íî ãëàäêîé ãèïåð-
ïîâåðõíîñòüþ � 0 íà äâå îäíîñâÿçíûå îáëàñòè: � � è � � ñ ðåãóëÿðíûìè ãðà-
íèöàìè, ò.å. ìíîæåñòâî � ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå äèçúþíêòíîãî îáúåäèíå-
íèÿ � � � �� � �0 è � � �0 �
� � , ãäå � � , � � è � 0 — çàìûêàíèÿ
ìíîæåñòâ � � , � � è � 0 â R m ñîîòâåòñòâåííî. Îáîçíà÷èì Q T� �� �( ; )0 � ,
Q T� �� �( ; )0 � , Q T0 00� �( ; ) � .
Ïóñòü Ñ Q Qk ( , )� � , ãäå k � N 0 , — ìíîæåñòâî ôóíêöèé, ïðèíàäëåæàùèõ
ïðîñòðàíñòâó C Q Qk ( )� � è äîïóñêàþùèõ ïðîäîëæåíèå ñ ñîõðàíåíèåì ãëàä-
êîñòè èç ìíîæåñòâà Q� â Q� è èç ìíîæåñòâà Q� â Q� . Ìíîæåñòâî ôóíêöèé
Ñ k ( , )� �� � îïðåäåëÿåòñÿ àíàëîãè÷íûì îáðàçîì.
Ðàññìîòðèì ïàðàáîëè÷åñêîå óðàâíåíèå, îïèñûâàþùåå ïðîöåññ ïåðåíîñà,
ïðîòåêàþùèé â äâóõ ðàçíîðîäíûõ îáëàñòÿõ: � � è � � , ðàçäåëåííûõ âêëþ-
÷åíèåì � 0 :
Lu
u
t
d u k
u
u
i
ij
ji j
m
i
i�
�
�
� �
�
�
�
�
�
�
��
( ) ( ( ) ) ( ( )
,
�
�
�
� �
� �
1
) ( , )
i
m
f t
�
�
1
� , (1)
ãäå ( , )t Q Q� � � � . Ôóíêöèÿ u t( , )� óäîâëåòâîðÿåò îäíîðîäíûì íà÷àëüíûì è
ãðàíè÷íûì óñëîâèÿì
u
t�
�
0
0 , u
���
�
�
0 . (2)
Íà ãèïåðïîâåðõíîñòè Q0 çàäàíû óñëîâèÿ ñîïðÿæåíèÿ, îïèñûâàþùèå ïîâå-
äåíèå èçó÷àåìîãî ïðîöåññà íà ýòîì âêëþ÷åíèè:
[ ] ( )( , ) ( )( , ) ( , )u a n a n f ta� � �� �
1 2� � � � � , ( , )t Q� � 0 , (3)
[( , )] ( ) ( ) ( , )� � � �n b u b u f tb� � �� �
1 2 , ( , )t Q� � 0 , (4)
ãäå � �� � �Kgrad u u â Q Q� � , K � �{ }
,
k ij i j
m
1
— íåâûðîæäåííàÿ ìàòðèöà êî-
ýôôèöèåíòîâ k ij , � � �� ( , , )1 � m , ( , )� n — ñêàëÿðíîå ïðîèçâåäåíèå âåêòîðîâ
� è n â R m , n n n
m
� ( , ),� �1
� — âåêòîð íîðìàëè ê ïîâåðõíîñòè � 0 , âíåøíèé
îòíîñèòåëüíî � � ; grad u u u
m
� ( , , )� �1
� ; [ ]u — ñêà÷îê ôóíêöèè u t( , )� íà ãè-
ïåðïîâåðõíîñòè Q0 , ò.å.
[ ]( , ) ( , ) ( , )u t u t u t� � �0 0 0� �� � , �0 0�� ,
u t u t�
�
��
�
( , ) lim ( , )� �
� �
0
0
, u t u t�
�
��
�
( , ) lim ( , )� �
� �
0
0
, �� ��� , �� ��� .
Ôóíêöèè [( , )]� n , ( , )� n � è ( , )� n � îïðåäåëÿþòñÿ àíàëîãè÷íûì îáðàçîì, ai ( )�
è bi ( )� — íåïðåðûâíûå íà � 0 ôóíêöèè, õàðàêòåðèçóþùèå ôèçè÷åñêèå ïàðà-
ìåòðû èíîðîäíîãî âêëþ÷åíèÿ, d Ñ( ) ( , )� � � �
0 � � , k Ñij ( ) ( , )� � � �
1 � � ,
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6 115
� �i Ñ( ) ( , )� � �
1 � � — êîýôôèöèåíòû óðàâíåíèÿ ïåðåíîñà, f Ñ Q Q� � �
0 ( , ) ,
f Ñ Qa � 0
0( ), f Ñ Qb � 0
0( ) — ôóíêöèè, îïèñûâàþùèå âíåøíèå âîçäåéñòâèÿ íà
ñèñòåìó.
Îòìåòèì, ÷òî â âèäå (3), (4) ìîæíî ïðåäñòàâèòü óñëîâèÿ ñîïðÿæåíèÿ, îïèñû-
âàþùèå ðàçëè÷íûå ìåõàíèçìû ïåðåíîñà ÷åðåç èíîðîäíîå âêëþ÷åíèå, íàïðè-
ìåð [5], âàæíûå ñ ïðèêëàäíîé òî÷êè çðåíèÿ óñëîâèÿ òèïà
— èäåàëüíîãî êîíòàêòà
[ ]u � 0 , [( , )]� n � 0,
— íåèäåàëüíîãî êîíòàêòà
[ ] ( , )u a n� ��� 0 , [( , )]� n � 0,
— íåèäåàëüíîãî êîíòàêòà ÷åðåç òðåõñëîéíîå âêëþ÷åíèå
[ ] ( , ) ( , )u R n R n� � ��
�
�
�� � 0 , [( , )]� n f� 0 ,
— ñîñðåäîòî÷åííîãî ñîáñòâåííîãî èñòî÷íèêà
[ ]u � 0 , [( , )]� �n u� � ,
— ñîñðåäîòî÷åííîãî âíåøíåãî èñòî÷íèêà
[ ]u � 0 , [( , )]� n f� 0 .
ÎÑÍÎÂÍÛÅ ÏÐÎÑÒÐÀÍÑÒÂÀ È ÎÁÎÇÍÀ×ÅÍÈß ÄËß ÎÁÎÁÙÅÍÍÛÕ
ÏÎÑÒÀÍÎÂÎÊ ÏÐÎÖÅÑÑÀ ÏÅÐÅÍÎÑÀ Â ÑËÎÈÑÒÎ ÍÅÎÄÍÎÐÎÄÍÛÕ ÑÐÅÄÀÕ
Ïóñòü W0 — ïîïîëíåíèå ìíîæåñòâà ôóíêöèé u Ñ Q Q� � �
1 ( , ) , óäîâëåòâîðÿþ-
ùèõ óñëîâèÿì (2), ïî íîðìå
|| ||u u u dQ
W t
i
m
Q Q
i0
2 2 2
1
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
. (5)
Ââåäåì òàêæå ãèëüáåðòîâî ïðîñòðàíñòâî Í êàê ïîïîëíåíèå ìíîæåñòâà
ôóíêöèé u Ñ Q Q� � �
1 ( , ) , óäîâëåòâîðÿþùèõ óñëîâèþ u
���
�
�
0 , ïî íîðìå
|| ||u u u dQ
Í
i
m
Q Q
i
2 2 2
1
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
.
Îáîçíà÷èì W0
* è Í * ñîîòâåòñòâóþùèå íåãàòèâíûå ê W0 è Í ïðîñòðàíñòâà
îòíîñèòåëüíî ïðîñòðàíñòâà L Q2 ( ).
Íåñëîæíî óñòàíîâèòü, ÷òî èìåþò ìåñòî ñëåäóþùèå ïëîòíûå âëîæåíèÿ:
W H L Q H W0 2 0� � � �( ) * * .
 ñèëó òåîðåìû î ñëåäàõ ôóíêöèè êëàññà u H� îñòàâëÿþò ñëåäû
( , ) ( ) ( )u u L Q L Q� � � �2 0 2 0 íà ïîâåðõíîñòè Q0 , ïðè÷åì îïåðàòîð âçÿòèÿ ñëåäà ÿâ-
ëÿåòñÿ íåïðåðûâíûì, ò.å. äëÿ âñåõ u H� âûïîëíÿþòñÿ íåðàâåíñòâà
( ) || ||u dQ c u
Q
H
�
� �2
0
2
0
, ( ) || ||u dQ c u
Q
H
�
� �2
0
2
0
,
ãäå c — çäåñü è äàëåå íåêîòîðàÿ ïîëîæèòåëüíàÿ êîíñòàíòà, íå çàâèñÿùàÿ îò
ôóíêöèé u H� .
116 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
Íà ìíîæåñòâå u H� îïðåäåëèì ëèíåéíûå ôóíêöèîíàëû �� ( )Q0 è �� ( )Q0 ,
äåéñòâóþùèå ïî ñëåäóþùèì ïðàâèëàì:
� �� �� �( )( ) ( , )Q u u t dQ
Q
0 0
0
, � �� �� �( )( ) ( , )Q u u t dQ
Q
0 0
0
.
Î÷åâèäíî, ÷òî ýòè ôóíêöèîíàëû ÿâëÿþòñÿ íåïðåðûâíûìè â ïðîñòðàí-
ñòâå Í , ò.å. �� �( ) *Q H0 è �� �( ) *Q H0 .
Åñëè g L Q� 2 0( ), òî ïðîèçâåäåíèå g Q�� ( )0 áóäåì ïîíèìàòü êàê ëèíåéíûé è
íåïðåðûâíûé ôóíêöèîíàë íàä Í , äåéñòâóþùèé ïî ïðàâèëó
g Q u g t u t dQ
Q
� � �� �� �( )( ) ( , ) ( , )0 0
0
, u H� .
Ïðîèçâåäåíèå g Q�� ( )0 îïðåäåëÿåòñÿ àíàëîãè÷íî.
Êðîìå òîãî, äëÿ íåïðåðûâíûõ íà Q0 ôóíêöèé gi è hi îïðåäåëèì ïðîèçâåäå-
íèå íåêîòîðûõ îáîáùåííûõ ôóíêöèé êàê îïåðàòîð
l g Q g Q h Q h Q H H� � � � �� � � �( ( ) ( )) ( ( ) ( )) : *
1 0 2 0 1 0 2 0� � � � .
Åñëè u H� , òî çíà÷åíèåì ôóíêöèîíàëà lu H� * íà ýëåìåíòå q H� ÿâëÿåòñÿ
÷èñëî
( )( )g u g u h q h q dQ
Q
1 2 1 2 0
0
� � � �� �� .
Î÷åâèäíî, ÷òî | ( )( )| || || || ||lu q c u q� � .
 âåêòîðíîì ñëó÷àå îáîçíà÷åíèÿ òðàêòóþòñÿ ïîäîáíûì îáðàçîì. Òàê, ââå-
äåì â ðàññìîòðåíèå ïðîñòðàíñòâî L Q Qm
2 0
( , )� êàê ïîïîëíåíèå ìíîæåñòâà âåê-
òîð-ôóíêöèé � � � �( ( , ))Ñ Q Q m0 ïî íîðìå
|| || (( , ) ) (( , ) )� � � �2 2
1
2
0
2
0
� � �
� � �
� �
�
�i
Q Qi
m
Q
dQ n dQ n dQ
Q
0
0
� .
Åñëè � � �L Q Qm
2 0
( , ) , òî ñóùåñòâóþò ñëåäû ( , )� n � , ( , )� n � , ÿâëÿþùèåñÿ ýëå-
ìåíòàìè ïðîñòðàíñòâà L Q2 0( ) . Òîãäà, íàïðèìåð, ìîæíî îïðåäåëèòü ïðîèçâåäåíèå
l n g Q g Q n h Q h Qn � � � �� � � �( ( ) ( )) ( ( ) ( ))1 0 2 0 1 0 2 0� � � � :
L Q Q L Q Qm m
2 0 2 0
( , ) ( ( , ))*� �� .
Åñëè � � �L Q Qm
2 0
( , ) , òî çíà÷åíèåì ôóíêöèîíàëà l L Q Qn
m� � �( ( , ))*
2 0
íà ýëå-
ìåíòå � � �L Q Qm
2 0
( , ) ÿâëÿåòñÿ ÷èñëî
( ( , ) ( , ) )( ( , ) ( , ) )g n g n h n h n dQ
Q
1 2 1 2 0
0
� � � �� � � �� �� .
ÌÎÄÅËÜ ÒÈÏÀ ÄÅÌ×ÅÍÊÎ ÏÐÎÖÅÑÑÀ ÏÅÐÅÍÎÑÀ
 ÑËÎÈÑÒÎ ÍÅÎÄÍÎÐÎÄÍÛÕ ÑÐÅÄÀÕ
Ðàññìîòðèì ïàðó ôóíêöèé ( , )u � , ãäå u ïðèíàäëåæèò ïðîñòðàíñòâó
Ñ Q Q2 ( , )� � , à âåêòîð-ôóíêöèÿ � — ïðîñòðàíñòâó ( ( , ))Ñ Q Q m1
� � . Ïåðåïèøåì
óðàâíåíèå ïåðåíîñà (1) â âèäå ñèñòåìû äâóõ óðàâíåíèé îòíîñèòåëüíî ïàðû
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6 117
( , )u � â ñîîòâåòñòâèè ñ ôîðìîé çàïèñè ôèçè÷åñêèõ çàêîíîâ (çàêîíà ñîõðàíåíèÿ
äàííîé ñóáñòàíöèè è çàêîíà ïåðåíîñà ýòîé ñóáñòàíöèè), îïèñûâàþùèõ
èçó÷àåìûé ïðîöåññ: �
�
� � �
u
t
du fdiv� , (6)
� �� � �Kgrad u u , (7)
ãäå ( , )t Q Q� � � � .
Ó÷èòûâàÿ, ÷òî ìàòðèöà K ÿâëÿåòñÿ íåâûðîæäåííîé, çàïèøåì óðàâíåíèå (7)
â âèäå
grad K Ku u� � �� �1 1� �. (8)
Ðàññìîòðèì çàäà÷ó ïîèñêà ïàðû ôóíêöèé ( , )u � , óäîâëåòâîðÿþùèõ ñèñòåìå
óðàâíåíèé (6), (8), (2)–(4). Îáîçíà÷èì ( , )* *u � , ãäå u Ñ Q Q* ( , )� � �
1 è
� * ( ( , ))� � �Ñ Q Q m1 , ïðîèçâîëüíóþ ïàðó ôóíêöèé, ÿâëÿþùóþñÿ êëàññè÷åñêèì
ðåøåíèåì ýòîé çàäà÷è.
 ïðîñòðàíñòâå Ñ Q Q1 ( , )� � îïðåäåëèì îáîáùåííûå îäíîñòîðîííèå ïðîèç-
âîäíûå. Ïîä îáîáùåííîé ïîëîæèòåëüíîé (îòðèöàòåëüíîé) ïðîèçâîäíîé ôóíêöèè
f Ñ Q Q� � �
1 ( , ) áóäåì ïîíèìàòü ôóíêöèîíàë, îïðåäåëåííûé íà ôóíêöèÿõ q H�
è äåéñòâóþùèé ïî ïðàâèëó
�
�
� �� �f
f f n Q
i
i i�
�� �[ ] ( )0 ,
�
�
� �
�
�
��
�
�
��
� �f
f f n Q
i
i i�
�� �[ ] ( )0 , (9)
ãäå f
i� — êëàññè÷åñêàÿ ïðîèçâîäíàÿ ôóíêöèè f â Q Q� � .
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî åñëè ôóíêöèÿ f ÿâëÿåòñÿ íåïðåðûâíî äèôôåðåíöèðó-
åìîé â îáëàñòè Q , òî îáîáùåííûå ïîëîæèòåëüíàÿ è îòðèöàòåëüíàÿ ïðîèçâîäíûå
ðàâíû è ñîâïàäàþò ñî ñòàíäàðòíîé ïðîèçâîäíîé òåîðèè îáîáùåííûõ ôóíêöèé.
Äàëåå åñòåñòâåííûì îáðàçîì îïðåäåëèì îáîáùåííóþ ïîëîæèòåëüíóþ div �
è îòðèöàòåëüíóþ div � äèâåðãåíöèè âåêòîðà � � � �( ( , ))Ñ Q Q m1 îòíîñèòåëüíî
ïðîñòðàíñòâåííûõ ïåðåìåííûõ. Èìååì
div div�
�� �� � � �[( , )] ( )n Q0 , div div�
�� �� � � �[( , )] ( )n Q0 .
Îòìåòèì, ÷òî èìååò ìåñòî ðàâåíñòâî [( , )] ([ ], )� �n n� .
Óìíîæàÿ ïåðâîå èç ïîëó÷åííûõ ðàâåíñòâ íà íåïðåðûâíóþ â Q0 ôóíêöèþ
p t1 ( , )� , âòîðîå — íà p t2 ( , )� , ãäå ôóíêöèè p1 è p2 îáëàäàþò ñâîéñòâîì
p p1 2 1� � , è ñóììèðóÿ ýòè ðàâåíñòâà, ïîëó÷àåì
p p n p Q p Q1 2 1 0 2 0div div div� �
� �� � � �� � � � � �* * * *[( , )]( ( ) ( )).
Èñïîëüçóÿ óñëîâèå (4), ïåðåïèøåì ïîñëåäíåå ðàâåíñòâî â âèäå
div div div� � �* * *� � �� �p p1 2
� � � � �� � � � � �( )( ( ) ( )) ( ( )
* *b u b u p Q p Q f p Q pb1 2 1 0 2 0 1 0 2� � � � ( ))Q0 .
Ïîäñòàâëÿÿ ïîëó÷åííîå âûðàæåíèå â (6), ïîëó÷àåì
�
�
� � � �� �
u
t
du p p*
* * *1 2div div� �
� � � � � �� � � � �( )( ( ) ( )) ( ( )
* *b u b u p Q p Q f f p Q pb1 2 1 0 2 0 1 0 2� � � �� ( ))Q0 .
Çàïèøåì ïîñëåäíåå óðàâíåíèå â îïåðàòîðíîé ôîðìå.
118 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
Ïóñòü îïåðàòîð N W H: *
0 � îïðåäåëÿåòñÿ ñèìâîëè÷åñêèì ðàâåíñòâîì
N
t
d b Q b Q p Q p Q�
�
�
� � � � �� � � �( ( ) ( )) ( ( ) ( ))1 0 2 0 1 0 2 0� � � � .
Òîãäà äëÿ âñåõ u W� 0 è q H� èìååì
� � � � � � �
�
� � � �
� �
�Nu q u q duq dQ b u b u p q p q
H H t
Q Q
, ( ) ( )(* 1 2 1 2 )dQ
Q
0
0
� .
Îïðåäåëèì îïåðàòîð Div ðàâåíñòâîì
Div div div� �� �p p1 2 .
Åñëè � � � �( ( , ))Ñ Q Q m1 è q H� , òî èíòåãðèðóÿ ïî ÷àñòÿì, ïîëó÷àåì
� � � � �
�
�
�
� �
�
Div � � ��, ( ) [( , )](*q qdQ n p q p q
H H i
Q Qi
m
i
1
1 2
�
� �) dQ
Q
0
0
� � � � � �
� � �
� � � �
�
� � ��i
Q Qi
m
q dQ n p q p q n q
i
1
1 2([( , )]( ) ( , ) ( , ) ) .� n q dQ
Q
� �
� 0
0
Îòìåòèì, ÷òî ïðàâóþ ÷àñòü ïîñëåäíåãî ðàâåíñòâà ìîæíî èñïîëüçîâàòü êàê
îïðåäåëåíèå îïåðàòîðà Div íà âñåì ïðîñòðàíñòâå L Q Qm
2 0
( , )� . Ïîýòîìó áóäåì
ñ÷èòàòü, ÷òî Div: ( , ) *L Q Q Hm
2 0
� � . Òàêèì îáðàçîì, ïîëó÷àåì àíàëîã óðàâíå-
íèÿ (6) â òåðìèíàõ îáîáùåííûõ ôóíêöèé
Nu f f p Q p Qb* * ( ( ) ( ))� � � �� �Div � � �1 0 2 0 . (10)
Ñëåäóÿ ðàáîòå [5], öåëåñîîáðàçíî ñ÷èòàòü, ÷òî óðàâíåíèå (10) âûðàæàåò
îáîáùåííûé çàêîí ñîõðàíåíèÿ äàííîé ñóáñòàíöèè â îáëàñòè �, âêëþ÷àÿ èíîðîä-
íóþ ïðîñëîéêó � 0 .
Ñôîðìóëèðóåì îáîáùåííûé àíàëîã óðàâíåíèÿ (8).
Àíàëîãè÷íî íà îñíîâàíèè ôîðìóëû (9) îïðåäåëèì îáîáùåííûé ïîëîæè-
òåëüíûé grad �
��: ( ( , ))*H L Q Qm
2 0
è îòðèöàòåëüíûé grad �
��: ( ( , ))*H L Q Qm
2 0
ãðàäèåíòû ôóíêöèè f H� êàê ôóíêöèîíàëû, îïðåäåëåííûå íà ôóíêöèÿõ
� � �L Q Qm
2 0
( , ) è äåéñòâóþùèå ïî ïðàâèëàì
grad grad�
�� �f f f n Q[ ] ( )� 0 , grad grad�
�� �f f f n Q[ ] ( )� 0 .
Èñïîëüçóÿ ýòè îïåðàòîðû è óñëîâèå (3), çàïèñûâàåì ñëåäóþùèå ðàâåíñòâà:
grad K grad K�
� � �� � � � �u u u u u n Q* * * * *[ ] ( )1 1
0� � �
� � � � �� � � � �K 1
1 2 0 0� � � � �* * *( ( , ) ( , ) ) ( ) ( )a n a n n Q f n Qa .
Àíàëîãè÷íî
grad K K�
� � � � �� � � � �u u a n a n n Q* * * * *( ( , ) ( , ) ) ( )1 1
1 2 0� � � � � � �f n Qa � ( ).0
Óìíîæàÿ ïåðâîå èç ïîëó÷åííûõ ðàâåíñòâ íà íåïðåðûâíóþ â Q0 ôóíê-
öèþ s t1 ( , )� , âòîðîå — íà s t2 ( , )� , ãäå ôóíêöèè s1 è s2 îáëàäàþò ñâîéñòâîì
s s1 2 1� � , è ñóììèðóÿ ýòè ðàâåíñòâà, ïîëó÷àåì
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6 119
s u s u u1 2
1 1grad grad K K� �
� �� � � � �* * * *� �
� � � �� � � �( ( , ) ( , ) ) ( ( ) ( )) (* *a n a n n s Q s Q f n sa1 2 1 0 2 0 1� � � � �� ��( ) ( )).Q s Q0 2 0�
Çàïèøåì ïîñëåäíåå ðàâåíñòâî â îïåðàòîðíîé ôîðìå. Ïóñòü îïåðàòîðû Grad
è M îïðåäåëåíû ðàâåíñòâàìè
Grad grad grad K� � �� �
�s s1 2
1� ,
M n a Q a Q n s Q s Q� � � � �� � � � �K 1
1 0 2 0 1 0 2 0( ( ) ( )) ( ( ) ( ))� � � � .
Îòìåòèì, ÷òî Grad: ( ( , ))*W L Q Qm
0 2 0
� � è äëÿ âñåõ u W� 0 è � � �L Q Qm
2 0
( , )
âûïîëíÿåòñÿ ðàâåíñòâî
� � � � � �
� � �
�
�
Grad u u k u dQ u s n
i i i i
Q Qi
m
, ( ) [ ]( ( , )� � � ��
1
1 s n dQ
Q
2 0
0
( , ) )� �
� ,
ãäå �� ��, — áèëèíåéíàÿ ôîðìà íàä ( ( , )) ( , )*L Q Q L Q Qm m
2 0 2 0
� �� , à k i — êîîðäè-
íàòû âåêòîðà K�1�.
Îïåðàòîð M äåéñòâóåò â ñëåäóþùèõ ïðîñòðàíñòâàõ: M L Q Qm: ( , )
2 0
� �
� �( ( , ))*L Q Qm
2 0
è äëÿ âñåõ � � �L Q Qm
2 0
( , ) è � � �L Q Qm
2 0
( , ) âûïîëíÿåòñÿ ðà-
âåíñòâî
� � �M� �,
� � ��
�
� �
� �
�
k dQ a n a n sij j i
Q Qi j
m
1
1
1 2 1� � � � �
,
( ( , ) ( , ) )( ( , ) ( , ) )n s n dQ
Q
� ��� 2 0
0
� ,
ãäå k ij
�1 — ýëåìåíòû ìàòðèöû K�1.
Äàëåå çàïèøåì àíàëîã óðàâíåíèÿ (8) â òåðìèíàõ îáîáùåííûõ ôóíêöèé
Grad u M f n s Q s Qa* * ( ( ) ( ))� � �� �� � �1 0 2 0 . (11)
Åñëè ôèçè÷åñêàÿ ñóùíîñòü êîýôôèöèåíòîâ k ij ìàòðèöû K âûðàæàåò óäåëü-
íóþ ïðîâîäèìîñòü ñðåäû, òî öåëåñîîáðàçíî ñ÷èòàòü [5], ÷òî îïåðàòîð M âûðàæà-
åò îáîáùåííîå óäåëüíîå ñîïðîòèâëåíèå ñðåäû, à óðàâíåíèå (11) çàäàåò îáîáùåí-
íûé çàêîí ïåðåíîñà äàííîé ñóáñòàíöèè â îáëàñòè �, âêëþ÷àÿ èíîðîäíóþ
ïðîñëîéêó � 0 .
Ââåäåì â ðàññìîòðåíèå ïðîñòðàíñòâà X W L Q Qm� � �
0 2 0
( , ) , Y H L Q Qm� � �
2 0
( , ) .
Ïóñòü îïåðàòîð A X Y: *� îïðåäåëåí ñèìâîëè÷åñêîé ìàòðèöåé:
A
N
M
�
�
�
��
�
�
��
Div
Grad
íà ýëåìåíòàõ x u X� �( , )� . Êðîìå òîãî, ïîëîæèì F F F Y� �( , ) *
1 2 , ãäå
F f f p Q p Q Hb1 1 0 2 0� � � �� �( ( ) ( )) *� � , (12)
F f n s Q s Q L Q Qa
m
2 1 0 2 0 2 0
� � �� � �( ( ) ( )) ( ( , ))*� � . (13)
Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåíî, ÷òî åñëè ïàðà ôóíêöèé x u� ( , )* *� ÿâëÿåòñÿ
êëàññè÷åñêèì ðåøåíèåì çàäà÷è (6), (8), (2)–(4), òî âûïîëíÿåòñÿ ðàâåíñòâî
Ax F� .
120 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
Ýëåìåíò x X� , óäîâëåòâîðÿþùèé ðàâåíñòâó Ax F� â ïðîñòðàíñòâå Y * , áó-
äåì íàçûâàòü îáîáùåííûì ðåøåíèåì çàäà÷è (1)–(4). Åñëè x u X� �( , )� — òàêîå
ðåøåíèå, òî äëÿ âñåõ y q Y� �( , )� âûïîëíÿåòñÿ ðàâåíñòâî
� � � � � � � � � � �
� �
Nu q u M f q
H H H H
Div Grad� � �, , ,* *
� � � �� � � �
� �f p q p q dQ f s n s n dQb
Q
a
Q
( ) ( ( , ) ( , ) )1 2 0 1 2 0
0 0
� � .
ÌÎÄÅËÜ ÒÈÏÀ ÄÅÌ×ÅÍÊÎ È ÊËÀÑÑÈ×ÅÑÊÀß ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÀ
Òåîðåìà 1. Ïóñòü ïàðà ôóíêöèé x u X� �( , )� óäîâëåòâîðÿåò óðàâíåíèþ
Ax F� , ãäå ïðàâàÿ ÷àñòü F Y� * îïðåäåëÿåòñÿ ðàâåíñòâàìè (12), (13) äëÿ
ôóíêöèé f H� * , f L Qa � 2 0( ), f L Qb � 2 0( ). Ôóíêöèè u t( , )� , � �( , )t è êîýôôè-
öèåíòû óðàâíåíèé èìåþò ãëàäêîñòü, íåîáõîäèìóþ äëÿ êëàññè÷åñêîãî ïîíèìà-
íèÿ çàäà÷è (6), (8), (2)–(4), ò.å.
1) u, ut , u
i� , � i , ( ) ( , )� �i i
C Q Q� � �
0 ;
2) k ij , � i C� � �
1 ( , )� � , d C� � �
0 ( , )� � , ai , b Ci � 0
0( )� .
Òîãäà ñóùåñòâóþò òàêèå f C Q Q� � �( ), f C Qa � ( )0 è f C Qb � ( )0 , ÷òî ôóíê-
öèÿ u t( , )� óäîâëåòâîðÿåò çàäà÷å (6), (8), (2)–(4) â ïîòî÷å÷íîì ñìûñëå è f f�
â H * , à f fa a� , f fb b� â L Q2 0( ).
Äîêàçàòåëüñòâî. Ïî óñëîâèþ òåîðåìû 1 ðàâåíñòâî � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* *
âûïîëíÿåòñÿ äëÿ âñåõ y q Y� �( , )� . Ðàññìîòðèì òàêèå ïàðû y q Y� �( , )� , ÷òî
� � 0 . Òîãäà ðàâåíñòâî � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* * ìîæíî ïåðåïèñàòü â âèäå
� � � � � �
� �
Nu q q
Í Í Í Í
, ,* *Div �
� � � � � � �
�
� �
�
f q f p Q p Q q
Í Í b Í Í
, ( ( ) ( )),* *1 0 2 0� � .
Ïóñòü ôóíêöèÿ q C Q� 1 ( ) óäîâëåòâîðÿåò óñëîâèÿì q
���
�
�
0 è q
���
�
�0
0 .
Òîãäà ïîëó÷àåì
u du qdQ f qt i
i
m
Q Q
Í Íi
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
� � �
�
�
�
� �
( ) , *� �
1
.
Ñ ó÷åòîì ïëîòíîñòè ìíîæåñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé q â ïðîñòðàíñòâå
H ïîëó÷àåì, ÷òî â H * ñïðàâåäëèâî ðàâåíñòâî
u du ft � � �div � . (14)
Ïîñêîëüêó ôóíêöèÿ â ëåâîé ÷àñòè ðàâåíñòâà (14) ÿâëÿåòñÿ íåïðåðûâíîé íà ìíî-
æåñòâå Q Q� � , åå ìîæíî âçÿòü â êà÷åñòâå ôóíêöèè f , ò.å. ðàâåíñòâî (6) óñòàíîâëåíî.
Ðàññìîòðèì òåïåðü òàêèå ïàðû y q Y� �( , )� , ÷òî q � 0 è � �( ( ))C Q m0 ,
� �( , )t � 0 íà Q0 . Òîãäà ðàâåíñòâî � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* * ìîæíî ïåðåïèñàòü
â âèäå
� � � �Grad u M� �, 0,
u k u k dQ
i i ij j
j
m
i
Q Qi
m
� � �� �
�
�
�
�
�
�
�
�
��
� �
�
� �
1
11
0.
Ñ ó÷åòîì ïëîòíîñòè ìíîæåñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé � â ïðîñòðàíñòâå
L Q Q2 ( )� � ïî÷òè âñþäó âûïîëíÿåòñÿ ðàâåíñòâî
grad K Ku u� � �� �1 1 0� � . (15)
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6 121
Ïîñêîëüêó ôóíêöèÿ â ëåâîé ÷àñòè ÿâëÿåòñÿ íåïðåðûâíîé, òî ðàâåíñòâî (8)
âåðíî è â ïîòî÷å÷íîì ñìûñëå.
Óñëîâèÿ (2) âûïîëíÿþòñÿ, ïîñêîëüêó íîðìà ïðîñòðàíñòâà W0 óäåðæèâàåò
ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ u
t�
�
0
0 è u
���
�
�
0 .
Ðàññìîòðèì ïðîèçâîëüíóþ ôóíêöèþ q C Q� 1 ( ), óäîâëåòâîðÿþùóþ óñëîâèþ
q
���
�
�
0. Ïóñòü q q Q� �
�
� è q q Q� �
�
� , ãäå �A — õàðàêòåðèñòè÷åñêàÿ ôóíê-
öèÿ ìíîæåñòâà A. Îòìåòèì, ÷òî íà ïîâåðõíîñòè Q0 âûïîëíÿþòñÿ ðàâåíñòâà
q q q� ��
�
�
� .
Ïîäñòàâèì â � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* * òàêèå ïàðû y q Y� ��( , )� , ÷òî � � 0
â Q Q� � . Òîãäà ïîëó÷èì
� � � � � �� � �
� �
�
� �Nu q u du q dQ b u b u p qdQ
Í Í t
Q Q
, ( ) ( )* 1 2 1 0
0
,
� � � �� � �
�
�
�
�Div � � ��, ( ) [( , )]*q q dQ n p qdQ
H H i
Qi
m
Q
i
1
1 0
0
,
� � � � � �� � � � �F q f q f p qdQ
H H H H b
Q
1 1 0
0
, ,* * .
Îòñþäà ñ ó÷åòîì ðàâåíñòâà Nu F� �Div � 1 è (14) èìååì
([( , )] )� n b u b u p qdQ f p qdQ
Q
b
Q
� � �� �
� �1 2 1 0 1 0
0 0
.
Ðàññìàòðèâàÿ ïàðû y q Y� ��( , )� , ãäå � � 0 â Q Q� � , è ðàññóæäàÿ àíàëîãè÷-
íî, íåñëîæíî óñòàíîâèòü, ÷òî
([( , )] )� n b u b u p qdQ f p qdQ
Q
b
Q
� � �� �
� �1 2 2 0 2 0
0 0
.
Ñóììèðóÿ ïîëó÷åííûå ðàâåíñòâà, ó÷èòûâàÿ ñîîòíîøåíèå p p1 2 1� � , à òàêæå
ïëîòíîñòü ìíîæåñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé q â ïðîñòðàíñòâå L Q2 0( ), ïî-
ëó÷àåì ðàâåíñòâî
[( , )]� n b u b u f b� � �� �
1 2 ,
ñïðàâåäëèâîå ïî÷òè âñþäó íà Q0 . Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â êà÷åñòâå f b ìîæíî
âçÿòü ëåâóþ ÷àñòü ïîñëåäíåãî ðàâåíñòâà.
Ðàññìîòðèì ïðîèçâîëüíóþ ôóíêöèþ � �( ( ))C Q m0 è � ��� �
�Q , � ��� �
�Q .
Ïîäñòàâèì â � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* * òàêèå ïàðû y q Y� ��( , )� , ÷òî q � 0 â
Q Q� � . Ïîëó÷àåì
� � � � �� �
�
�
�
Grad u u k u dQ u s n dQ
i i i
Qi
m
Q
, ( )( ) [ ] ( , )� � ��
1
1 0
0
� ,
� � � � ��
�
�
�
�
�
�
M k dQ a n a nij j i
Qi j
m
� � � � � �, ( ) ( ( , ) ( , )
,
1
1
1 2
�
� ) ( , )s n dQ
Q
1 0
0
� ,
� � �� �F f s n dQa
Q
2 1 0
0
, ( , )� � .
Îòñþäà ñ ó÷åòîì ðàâåíñòâ Grad u M F� �� 2 è (15) èìååì
([ ] ( , ) ( , ) ) ( , ) ( , )u a n a n s n dQ f s n dQ
Q
a
Q
� � �� �
� 1 2 1 0 1 0
0
� � � �
0
� .
122 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
Àíàëîãè÷íî äîêàçûâàåì, ÷òî
([ ] ( , ) ( , ) ) ( , ) ( , )u a n a n s n dQ f s n dQ
Q
a
Q
� � �� �
� 1 2 2 0 2 0
0
� � � �
0
� .
Ñóììèðóÿ ïîëó÷åííûå ðàâåíñòâà, ó÷èòûâàÿ ñîîòíîøåíèå s s1 2 1� � , à òàêæå
ïëîòíîñòü ìíîæåñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé ( , )� n â ïðîñòðàíñòâå
L Q2 0( ) , ïîëó÷àåì [ ] ( , ) ( , )u a n a n f a� � �� �
1 2� � , ñïðàâåäëèâîå ïî÷òè âñþäó
íà Q0 . Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â êà÷åñòâå f a ìîæíî ïðèíÿòü ëåâóþ ÷àñòü ïîñëåä-
íåãî ðàâåíñòâà.
Òåîðåìà äîêàçàíà.
ÌÎÄÅËÜ ÒÈÏÀ ÄÅÌ×ÅÍÊÎ È ÑËÀÁÀß ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÀ
Ðàññìîòðèì ôóíêöèþ u Ñ Q Q� � �
2 ( , ), óäîâëåòâîðÿþùóþ ðàâåíñòâàì (1)–(4),
è ïðîáíóþ ôóíêöèþ q Ñ Q Q� � �
1 ( , ), óäîâëåòâîðÿþùóþ óñëîâèþ
q
���
�
�
0 . Âñþäó äàëåå áóäåì ïðåäïîëàãàòü, ÷òî a a1 2 0� � âî âñåõ òî÷êàõ
ìíîæåñòâà � 0 .
Èñïîëüçóÿ ôîðìóëó èíòåãðèðîâàíèÿ ïî ÷àñòÿì è ôîðìóëó Îñòðîãðàäñêî-
ãî–Ãàóññà, ïîëó÷àåì ñëåäóþùèå ðàâåíñòâà:
( , ) ( )
,
Lu q u q duq k u q uqL Q Q t ij
i j
m
i
i
j i i2
1 1
� �
� �
� � � �
� � ��
m
Q Q
dQ
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
� �� � � �
� (( , ) ( , ) )� �n q n q dQ
Q
0
0
.
Ðàññìîòðèì ïîñëåäíåå ñëàãàåìîå. Ðàñêðûâàÿ â âûðàæåíèè ( )(( , )a a n q1 2� �� ��
� � �( , ) )� n q ñêîáêè è ó÷èòûâàÿ ðàâåíñòâà a n f u a na1 2( , ) [ ] ( , )� �� �� � � è
a n f u a na2 1( , ) [ ] ( , )� �� �� � � , ïîëó÷àåì, ÷òî íà ïîâåðõíîñòè Q0 âûïîëíÿåòñÿ ñîîò-
íîøåíèå
( )(( , ) ( , ) ) [ ][ ] [( , )] [a a n q n q u q a n q a1 2 1 2� � � � � �� � � � �� � � ( , )] [ ]� n q f qa
� � .
Ó÷èòûâàÿ ðàâåíñòâî [( , )]� n b u b u f b� � �� �
1 2 , ïîëó÷àåì
( )(( , ) ( , ) )a a n q n q1 2� � �� � � �� �
� � � � � � � �� � � � � �[ ][ ] ( )( ) [ ] (u q b u b u a q a q f q f a q a qa b1 2 1 2 1 2 ) .
Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåíî, ÷òî åñëè äëÿ ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé u è q
âûïîëíÿåòñÿ ðàâåíñòâî ( , ) ( , )( ) ( )Lu q f qL Q Q L Q Q2 2� � � � � , òî
u q duq k u q uq dt ij
i j
m
i
i
m
Q Q
j i i
� � �
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
� �
� � ��
, 1 1
� �Q
�
� � �
�
�
� � � �
�
[ ][ ] ( )( )u q b u b u a q a q
a a
dQ
Q
1 2 1 2
1 2
0
0
� �
� �
�
� �
� �
� �fqdQ
f q f a q a q
a a
dQ
Q Q
a b
Q
[ ] ( )1 2
1 2
0
0
. (16)
Ðàâåíñòâî (16) èñïîëüçóþò äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñëàáûõ ðåøåíèé èñõîäíîé çàäà-
÷è, ò.å. áóäåì èñïîëüçîâàòü ëåâóþ ÷àñòü ðàâåíñòâà (16) êàê îïðåäåëåíèå çíà÷åíèÿ
� �
�
L u q
Í Í
, * äëÿ âñåõ u W� 0 è q H� . Òàêèì îáðàçîì, îïðåäåëåí îïåðàòîð
L W H: *
0 � , î÷åâèäíî ÿâëÿþùèéñÿ ëèíåéíûì è íåïðåðûâíûì.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6 123
Ïðàâàÿ ÷àñòü ðàâåíñòâà (16) îïðåäåëÿåò ôóíêöèîíàë F H� * :
F f
a a
f Q Q f a Q a Qa b� �
�
� � �� � � �1
1 2
0 0 2 0 1 0( ( ( ) ( )) ( ( ) ( ))� � � � ) . (17)
Òàêèì îáðàçîì óñòàíîâëåíî, ÷òî åñëè ôóíêöèÿ u ÿâëÿåòñÿ êëàññè÷åñêèì ðåøå-
íèåì çàäà÷è (1)–(4), òî â ïðîñòðàíñòâå H * âûïîëíÿåòñÿ ðàâåíñòâî L u F� .
Ôóíêöèþ u W� 0 , óäîâëåòâîðÿþùóþ ðàâåíñòâó L u F� â ïðîñòðàíñòâå H * ,
áóäåì íàçûâàòü ñëàáûì ðåøåíèåì çàäà÷è (1)–(4). Ïîäîáíîå îïðåäåëåíèå ðåøå-
íèÿ èñïîëüçîâàíî òàêæå â [3].
Îòíîñèòåëüíî ñëàáîãî ðåøåíèÿ âûïîëíÿþòñÿ ñëåäóþùèå òåîðåìû.
Òåîðåìà 2. Ïóñòü ôóíêöèÿ u W� 0 óäîâëåòâîðÿåò óðàâíåíèþ L u F� , ãäå
ïðàâàÿ ÷àñòü F H� * îïðåäåëÿåòñÿ ðàâåíñòâîì (17) äëÿ ôóíêöèé f H� * ,
f L Qa � 2 0( ), f L Qb � 2 0( ). Ôóíêöèÿ u t( , )� è êîýôôèöèåíòû óðàâíåíèÿ èìåþò
ãëàäêîñòü, íåîáõîäèìóþ äëÿ êëàññè÷åñêîãî ïîíèìàíèÿ çàäà÷è (1)–(4), ò.å.
1) u , ut , u
i� , u C Q Q
i j� � � � �
0 ( , ) ;
2) k ij , � i C� � �
1 ( , )� � , d C� � �
0 ( , )� � , ai , b Ci � 0
0( )� , a a1 2 0� � â � 0 .
Òîãäà ñóùåñòâóþò òàêèå f C Q Q� � �( ) , f C Qa � ( )0 è f C Qb � ( )0 , ÷òî ôóíê-
öèÿ u t( , )� óäîâëåòâîðÿåò çàäà÷å (1)–(4) â ïîòî÷å÷íîì ñìûñëå è f f� â H * ,
à f fa a� , f fb b� â L Q2 0( ).
Äîêàçàòåëüñòâî. Åñëè ðàññìîòðåòü òàêèå ôóíêöèè q C Q� 1 ( ) , ÷òî
q
���
�
�
0 è q
���
�
�0
0, òî, ó÷èòûâàÿ ôîðìóëó èíòåãðèðîâàíèÿ ïî ÷àñòÿì è
ïëîòíîñòü ìíîæåñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé q â ïðîñòðàíñòâå H , èç ðàâåí-
ñòâà � � � � �
� �
L u q F q
Í Í Í Í
, ,* * ïîëó÷àåì, ÷òî â H * ñïðàâåäëèâî ðàâåíñòâî
u du k u u ft ij
i j
m
i
i
m
j i i
� � � �
� �
( ) ( )
,
� � ��
1 1
. (18)
Óñëîâèÿ (2) âûïîëíÿþòñÿ, ïîñêîëüêó â ñèëó òåîðåìû î ñëåäàõ íîðìà ïðî-
ñòðàíñòâà W0 óäåðæèâàåò ïðåäåëüíûå çíà÷åíèÿ u
t�
�
0
0 , u
���
�
�
0 .
Ïîäñòàâèì â � � � � �
� �
L u q F q
Í Í Í Í
, ,* * òàêèå ôóíêöèè q C Q Q� � �
1 ( , ), ÷òî
q
���
�
�
0 è q
��� �
�
�
0 . Òîãäà, ïðèìåíÿÿ ôîðìóëó èíòåãðèðîâàíèÿ ïî ÷àñòÿì,
ïîëó÷àåì
k u q uq dQij
i j
m
i
i
m
Q
j i i� � ��
, � �
� �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
�
1 1
� � �
�
�
�
�
�
�
�
�
�
� �
�
� �
( ) ( )
,
k u u qdQij
i j
m
i
i
m
Q Q
j i i� � ��
1 1
( , )� n q dQ
Q
� �
�
0
0 .
Ñ ó÷åòîì ýòîãî ðàâåíñòâà ìîæíî çàïèñàòü
� � � � � �
�
�
�
�
� �
L u q u du k u u
Í Í t ij
i j
m
i
i
m
j i i
, ( ) ( )*
,
� � ��
1 1
�
�
�
�
�
�
� �
� qdQ
Q Q
�
� �
�
�
� � � �
� �
� �
[ ] ( )
( , )
u q b u b u a q
a a
dQ n q dQ
Q Q
1 2 2
1 2
0 0
0 0
� .
Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå ðàâåíñòâî (18), ïîëó÷àåì
� � � �
� �
�
�
�
� � � �
�L u f q
u q b u b u a q
a a
dQ n
Í Í
Q
,
[ ] ( )
( ,*
1 2 2
1 2
0
0
� )� �
� q dQ
Q0
0 .
124 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
Ñ äðóãîé ñòîðîíû, èìååì
� � � �
�
��
� �
�F f q
f q f a q
a a
d Q
Í Í
a b
Q
, *
2
1 2
0
0
.
Ó÷èòûâàÿ ïëîòíîñòü ìíîæåñòâà ðàññìàòðèâàåìûõ ôóíêöèé q � â ïðîñòðàíñòâå
L Q2 0( ) , ïîëó÷àåì ðàâåíñòâî
[ ] ( ) ( )( , )u a b u b u a a n f a fa b� � � � � �� � �
2 1 2 1 2 2� . (19)
Ðàññóæäàÿ àíàëîãè÷íî, ìîæíî äîêàçàòü, ÷òî â ïðîñòðàíñòâå L Q2 0( ) âûïîë-
íÿåòñÿ ðàâåíñòâî
� � � � � � � �� � �[ ] ( ) ( )( , )u a b u b u a a n f a fa b1 1 2 1 2 1� . (20)
Ñóììèðóÿ ðàâåíñòâà (19) è (20) è ñîêðàùàÿ íà ( )a a1 2� , ïîëó÷àåì
ñëåäóþùåå ðàâåíñòâî â ïîñòðàíñòâå L Q2 0( ) :
[( , )]� n b u b u f b� � �� �
1 2 . (21)
Òàêæå íåñëîæíî óñòàíîâèòü, ÷òî ñëåäñòâèåì ñèñòåìû óðàâíåíèé (19) è (20)
ÿâëÿåòñÿ ðàâåíñòâî
[ ] ( , ) ( , )u a n a n f a� � �� �
1 2� � . (22)
Ó÷èòûâàÿ ãëàäêîñòü ëåâûõ ÷àñòåé ðàâåíñòâ (21), (22), èõ ìîæíî ïðèíÿòü â
êà÷åñòâå f a è f b ñîîòâåòñòâåííî.
Òåîðåìà äîêàçàíà.
Ñëåäóþùàÿ òåîðåìà óñòàíàâëèâàåò ñâÿçü ìåæäó ìîäåëüþ òèïà Äåì÷åíêî è
ñëàáûì ðåøåíèåì.
Òåîðåìà 3. Åñëè p
a
a a
1
2
1 2
�
�
, p
a
a a
2
1
1 2
�
�
è ïàðà y q Y� �( , )� óäîâëåòâî-
ðÿåò ñèñòåìå
� �
� �
� �
�
� �
� �
� �
Êgrad q t Q Q
q
a a
s n s n t
, ( , ) ,
[ ]
( , ) ( , ) , (
1 2
1 2 , ) ,� �
�
�
�
��
Q0
(23)
òî ïàðà x u X� �( , )� óäîâëåòâîðÿåò óðàâíåíèþ � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* * òîãäà
è òîëüêî òîãäà, êîãäà � � � � �
� �
L u q F q
Í Í Í Í
, ,* * .
Äîêàçàòåëüñòâî. Ïîäñòàâèì ïðîèçâîëüíîå ðåøåíèå y q Y� �( , )� ñèñòå-
ìû (23) â ðàâåíñòâî � � � � �
� �
Ax y F y
Y Y Y Y
, ,* * . Åñëè òåïåðü â èíòåãðàëàõ ïî îá-
ëàñòè Q Q� � ôóíêöèþ � çàìåíèòü íà Kgrad q, à â èíòåãðàëàõ ïî Q0 âûðàæåíèå
s n s n1 2( , ) ( , )� �� �� çàìåíèòü íà
[ ]q
a a1 2�
, òî íåñëîæíûìè ðàâíîñèëüíûìè ïðåîá-
ðàçîâàíèÿìè ìîæíî ïîëó÷èòü ðàâåíñòâî � � � � �
� �
L u q F q
Í Í Í Í
, ,* * .
Òåîðåìà äîêàçàíà.
ÇÀÊËÞ×ÅÍÈÅ
 íàñòîÿùåé ñòàòüå ïðåäëîæåíà åäèíàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ ìîäåëü ïðîöåññîâ ïå-
ðåíîñà äëÿ ïàðàáîëè÷åñêèõ ñèñòåì ñ ðàçíîîáðàçíûìè óñëîâèÿìè ñîïðÿæåíèÿ,
èçó÷åíû ñâîéñòâà ýòîé ìîäåëè, à òàêæå óñòàíîâëåíû òåîðåìû ñâÿçûâàþùèå
òàêîé ïîäõîä ñ àëüòåðíàòèâíûìè ïîñòàíîâêàìè.
ÑÏÈÑÎÊ ËÈÒÅÐÀÒÓÐÛ
1. Ñ å ð ã è å í ê î È . Â . , Ä å é í å ê à Â . Ñ . Ñèñòåìíûé àíàëèç ìíîãîêîìïîíåíòíûõ ðàñïðåäåëåí-
íûõ ñèñòåì. — Ê.: Íàóê. äóìêà, 2009. — 640 ñ.
2. Ä å é í å ê à Â . Ñ . , Ñ å ð ã è å í ê î È . Â . , Ñ ê î ï å ö ê è é Â . Â . Ìîäåëè è ìåòîäû ðåøåíèÿ çàäà÷
ñ óñëîâèÿìè ñîïðÿæåíèÿ. — Ê.: Íàóê. äóìêà, 1998. — 616 ñ.
ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6 125
3. Ñ å ì å í î â  .  . Ðàçðåøèìîñòü ïàðàáîëè÷åñêîé çàäà÷è ñîïðÿæåíèÿ ñ óñëîâèåì îáîáùåííîãî
ñîáñòâåííîãî ñîñðåäîòî÷åííîãî èñòî÷íèêà // Äèôôåðåíöèàëüíûå óðàâíåíèÿ. — 2005. — 41,
¹ 6. — Ñ. 836–843.
4. Í î ì è ð î â ñ ê è é Ä . À . Ïðèáëèæåííûé ìåòîä ðåøåíèÿ êðàåâîé çàäà÷è äëÿ ïàðàáîëè÷åñêîãî
óðàâíåíèÿ ñ íåîäíîðîäíûìè óñëîâèÿìè ñîïðÿæåíèÿ òèïà íåèäåàëüíîãî êîíòàêòà // Æóðíàë
âû÷èñëèòåëüíîé ìàòåìàòèêè è ìàòåìàòè÷åñêîé ôèçèêè. — 2006. — 46, ¹ 6. — Ñ. 1045–1057.
5. Ë ÿ ø ê î È . È . , Ä å ì ÷ å í ê î Â . Ô . Îáîáùåííûå ôîðìóëèðîâêè çàäà÷ òåïëî- è ìàññîïåðåíî-
ñà â ñëîèñòûõ ñðåäàõ / Ïðåïðèíò ÀÍ ÓÑÑÐ. Èí-ò êèáåðíåòèêè èì. Â.Ì. Ãëóøêîâà. — Êèåâ,
1987. — 27 ñ.
6. D e m c h e n k o V . F . , K r i v t s u n I . V . , P a v l y k V . O . , D i l t h e y U . , L i s n y i O . B . ,
N a k v a s y u k V . V . Problems of heat, mass and charge transfer with discontinuous solutions //
European Journal of Applied Mathematics. — 2011. — 22, N 4. — P. 365–380.
7. Í î ì è ð î â ñ ê è é Ä . À . Îáîáùåííàÿ ðàçðåøèìîñòü ïàðàáîëè÷åñêèõ ñèñòåì ñ íåîäíîðîäíûìè
óñëîâèÿìè ñîïðÿæåíèÿ òèïà íåèäåàëüíîãî êîíòàêòà // Äèôôåðåíöèàëüíûå óðàâíåíèÿ. — 2004.
— 40, ¹ 10. — Ñ. 1390–1399.
8. N o m i r o v s k i i D . Generalized solvability and optimization of a parabolic system with a dis-
continuous solution // Journal of Differential Equations. — 2007. — 233, N 1. — P. 1–21.
9. Ë ÿ ø ê î Ñ . È . , Í î ì è ð î â ñ ê è é Ä . À . , Ï å ò ó í è í Þ . È . , Ñ å ì å í î â Â . Â . Äâàäöàòàÿ
ïðîáëåìà Ãèëüáåðòà. Îáîáùåííûå ðåøåíèÿ îïåðàòîðíûõ óðàâíåíèé. — Ì.: OOO «È.Ä. Âèëü-
ÿìñ», 2009. — 192 ñ.
10. K l y u s h i n D . A . , L y a s h k o S . I . , N o m i r o v s k i i D . A . , P e t u n i n Y u . I . ,
S e m e n o v V . V . Generalized solutions of operator equations and extreme elements. — New York:
Springer, 2012. — 202 p.
11. F u m i o K i k u c h i . Numerical analysis of a mixed finite element method for plate buckling
problems // Institute of Space and Aeronautical Science, University of Tokyo Report. — 1980. —
N 584, September. — P. 165–190.
12. M e r c i e r B . , O s b o r n J . , R a p p a z J . , R a v i a r t P . A . Eigenvalue approximation by mixed
and hybrid methods // Mathematics of Computation. — 1981. — 36, N 154. — P. 427–453.
Íàä³éøëà äî ðåäàêö³¿ 04.04.2016
Ä.À. Íîì³ðîâñüêèé, Î.². Âîñòð³êîâ
ÓÇÀÃÀËÜÍÅͲ ÏÎÑÒÀÍÎÂÊÈ ÒÀ ÂËÀÑÒÈÂÎÑÒ² ÌÎÄÅËÅÉ ÏÐÎÖÅѲ ÏÅÐÅÍÎÑÓ
 ÎÁËÀÑÒßÕ Ç ÐÎÇвÇÀÌÈ
Àíîòàö³ÿ. Âèâ÷àºòüñÿ ë³í³éíå ïàðàáîë³÷íå ð³âíÿííÿ â îáëàñò³ ç òîíêèì ñëà-
áîïðîíèêíèì âêëþ÷åííÿì. Äëÿ ö³º¿ çàäà÷³ îòðèìàíî íîâó ìîäåëü ç íåâ³äî-
ìèìè ( , )u � .  ìåæàõ ö³º¿ ìîäåë³ îñíîâíå ïàðàáîë³÷íå ð³âíÿííÿ äðóãîãî ïî-
ðÿäêó òðàíñôîðìóºòüñÿ â ñèñòåìó äâîõ äèôåðåíö³àëüíèõ ð³âíÿíü ïåðøîãî
ïîðÿäêó ç êîåô³ö³ºíòàìè ç êëàñ³â óçàãàëüíåíèõ ôóíêö³é. Äîñë³äæåíî çâ’ÿçîê
öüîãî ï³äõîäó ç êëàñè÷íîþ òà ñëàáêîþ ïîñòàíîâêàìè çàäà÷³.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: ïàðàáîë³÷íå ð³âíÿííÿ, ðîçðèâí³ ðîçâ'ÿçêè, óìîâè ïåðåíåñåí-
íÿ, óçàãàëüíåí³ ôóíêö³¿.
D.A. Nomirovskii, Î.I. Vostrikov
GENERALIZED FORMULATIONS AND PROPERTIES OF MODELS
OF TRANSMISSION PROCESSES IN DOMAINS WITH CUTS
Abstract. We study a linear parabolic system in a domain with a thin
low-permeable insertion. A new formulation of the problem is obtained with the
unknowns ( , )u � . Under this approach, the main second-order parabolic equation
is converted to a set of first-order partial differential equations with
distributional coefficients. The relations of the approach to the classical and
weak formulations of the problem are analyzed.
Keywords: parabolic equation, discontinuous solution, transmission conditions,
generalized functions.
Íîìèðîâñêèé Äìèòðèé Àíàòîëüåâè÷, äîêòîð ôèç.-ìàò. íàóê, ïðîôåññîð Êèåâñêîãî íàöèîíàëüíîãî
óíèâåðñèòåòà èìåíè Òàðàñà Øåâ÷åíêî, e-mail: kashpir@mail.ru.
Âîñòðèêîâ Àëåêñåé Èãîðåâè÷, ìàãèñòð, Êèåâñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò èìåíè Òàðàñà
Øåâ÷åíêî, e-mail: alexvost93@yandex.ua.
126 ISSN 0023-1274. Êèáåðíåòèêà è ñèñòåìíûé àíàëèç, 2016, òîì 52, ¹ 6
|