RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Труды Института математики и механики УрО РАН // Архив

Тр. ИММ УрО РАН, 2022, том 28, номер 1, страницы 96–110 (Mi timm1884)

Согласование асимптотических решений параболического уравнения в задаче Коши с многомасштабной эволюцией сингулярности

С. В. Захаров

Институт математики и механики им. Н. Н. Красовского Уральского отделения РАН, г. Екатеринбург

Аннотация: Рассматривается бисингулярная задача Коши для квазилинейного параболического уравнения с малым параметром при старшей производной. Начальная функция зависит от пространственной переменной с другим малым параметром, и выполняются условия, при которых постановка задачи становится моделью эволюции нелинейных волн сжатия с большим начальным градиентом в физических системах при наличии малой диссипации. В предельном случае нулевой диссипации, когда рассматриваемое уравнение становится уравнением первого порядка, имеется ударная волна, начало которой представляет собой особую точку решения. Вблизи этой особой точки — на масштабах малой величины диссипации — строится асимптотическое решение задачи по малым параметрам. С помощью метода согласования на основе полученного ранее асимптотического решения в меньшей области установлено, что новое асимптотическое решение должно иметь вид ряда по целым степеням отношения малых параметров и его логарифма, и для коэффициентов этого ряда получена рекуррентная система параболических уравнений вместе с соответствующими асимптотическими условиями согласования. После сведения этой рекуррентной системы задач к интегральным соотношениям применением метода последовательных приближений и оценок интегральных сверток доказано существование нужных решений. Кроме того, установлено, что построенный ряд применим в переходной области многомасштабной эволюции сингулярности между ее начальной стадией и пограничным слоем вблизи ударной волны, а в частном случае уравнения Бюргерса даны некоторые явные формулы.

Ключевые слова: квазилинейное параболическое уравнение, большой начальный градиент, бисингулярная задача Коши, особая точка, многомасштабная эволюция, автомодельность, асимптотики Пуанкаре и Эрдейи, метод согласования, диссипативная волна сжатия, ударная волна.

УДК: 517.955, 517.956.4, 517.956.8

MSC: 34E05, 34E10, 34K26, 35K15, 35K59

Поступила в редакцию: 18.01.2021
Исправленный вариант: 14.10.2021
Принята в печать: 18.10.2021

DOI: 10.21538/0134-4889-2022-28-1-96-110



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024