RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Математика. Механика. Информатика // Архив

Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. Сер.: Математика. Механика. Информатика, 2023, том 23, выпуск 3, страницы 357–369 (Mi isu990)

Научный отдел
Математика

Устойчивость трехслойных дифференциально-разностных схем с весами в пространстве суммируемых функций с носителями в сетеподобной области

В. Н. Хоанг, В. В. Провоторов

Воронежский государственный университет, Россия, 394018, г. Воронеж, Университетская пл., д. 1

Аннотация: Работа является естественным продолжением ранних исследований авторов при анализе условий слабой разрешимости одномерных начально-краевых задач с изменяющейся на графе (сети) пространственной переменной в направлении увеличения размерности $n$ ($n>1$) сетеподобной области изменения этой переменной. Первые результаты в указанном направлении (при $n=3$) были получены одним из авторов для линеаризованной системы Навье – Стокса, в дальнейшем  — для существенно более сложной нелинейной системы Навье – Стокса. При этом анализ проводился классическим путем, используя априорные оценки норм слабых решений в соболевских пространствах функций. В данном исследовании (при произвольном $n>1$) предлагается другой подход получения условий слабой разрешимости линейных начально-краевых задач  — редукция исходной задачи к дифференциально-разностной системе, идея которой восходит к методу Е. Роте полудискретизации начально-краевой задачи по временной переменной. Рассматриваются дифференциально-разностная система уравнений с весовыми параметрами и соответствующая ей трехслойная дифференциально-разностная схема (множество схем). Полученная система является аналогом начально-краевой задачи для уравнения параболического типа с пространственной переменной, изменяющейся в сетеподобной области $n$-мерного евклидового пространства. Основная цель  — установление области изменения весовых параметров, гарантирующей устойчивость дифференциально-разностной схемы (непрерывность по исходным данным задачи), получение оценок операторных норм слабых решений схемы, построение последовательности решений дифференциально-разностной системы, слабо компактной в пространстве ее состояний. Последнее является важным элементом при использовании численных методов анализа широкого класса прикладных многомерных задач и построения вычислительных алгоритмов для отыскания приближений их решений. Результаты применимы в прикладных задачах оптимизации, возникающих при моделировании сетевых процессов переноса сплошных сред с помощью формализмов дифференциально-разностных систем.

Ключевые слова: дифференциально-разностная схема, весовые параметры, сетеподобная область, условия устойчивости.

УДК: 517.929.4

Поступила в редакцию: 15.09.2022
Принята в печать: 24.10.2022

DOI: 10.18500/1816-9791-2023-23-3-357-369



© МИАН, 2024