Гиперболичность ковариантных систем уравнений первого порядка для векторного и скалярных полей
Ю. П. Вирченкоa,
А. Э. Новосельцеваb a Национальный исследовательский университет "Белгородский государственный университет"
b Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова
Аннотация:
Рассмотрен класс систем $\dot{\boldsymbol{u}}=\mathsf{L}'[\boldsymbol{u},\boldsymbol{\rho}]$, $\dot{\boldsymbol{\rho}}=\mathsf{L}''[\boldsymbol{u},\boldsymbol{\rho}]$ квазилинейных дифференциальных уравнений с частными производными первого порядка, описывающих изменение со временем пары
$\langle\boldsymbol{u},\boldsymbol{\rho}\rangle$, состоящей из векторного поля
$\boldsymbol{u}(\boldsymbol{x},t)$ и набора $\boldsymbol{\rho}=\langle\rho^{(s)}(\boldsymbol{x},t);\ s=1,\dots,N\rangle$,
$\boldsymbol{x}\in\mathbb{R}^3$ скалярных полей. Класс состоит из систем, инвариантных относительно трансляций времени
$t\in\mathbb{R}$ и пространства
$\mathbb{R}^3$, а также преобразующихся ковариантным образом при вращениях
$\mathbb{R}^3$. Дается описание соответствующего класса нелинейных дифференциальных операторов $\mathsf{L}=\langle\mathsf{L}'[\cdot],\mathsf{L}''[\cdot]\rangle$ первого порядка, действующих в функциональном пространстве
$C_{1,\mathrm{loc}}^{3+N}(\mathbb{R}^3)$, которые являются генераторами эволюции. Найдены условия, при которых пара
$\mathsf{L}$ операторов порождает гиперболическую систему.
Ключевые слова:
дифференциальный оператор первого порядка, квазилинейная система уравнений, гиперболичность, векторное поле, ковариантность, сферическая симметрия.
УДК:
517.956
MSC: 35F60
DOI:
10.36535/0233-6723-2022-209-3-15