Эта публикация цитируется в
2 статьях
Дифференциальные уравнения и математическая физика
Пространства Соболева и краевые задачи для операторов ротор и градиент дивергенции
Р. С. Сакс Институт математики с вычислительным центром Уфимского научного центра РАН, г. Уфа,
450077, Россия
Аннотация:
В ограниченной области
$G\subset \mathbb{R}^3$ с гладкой
границей изучаются краевые и спектральные задачи для операторов
$\operatorname{rot} +\lambda I$ и
$\nabla \operatorname{div} +\lambda I$
в пространствах Соболева.
При
$\lambda\neq 0$ операторы расширяются
(методом Б. Вайнберга и В. Грушина) до эллиптических матриц,
а краевые задачи удовлетворяют условиям эллиптичности В. Солонникова.
Из теории и оценок вытекают полезные свойства решений спектральных задач.
Операторы
$\nabla \operatorname{div}$ и
$ \operatorname{rot}$ имеют самосопряженные
расширения
$\mathcal{N}_d$ и
$\mathcal{S}$ в ортогональные
подпространства
$\mathcal{A}_{\gamma }$ и
$V^0$ потенциальных и вихревых полей
в
$\mathbf{L}_{2}(G)$, а их собственные векторы задают ортогональные базисы в
$\mathcal{A}_{\gamma }$
и
$V^0$, элементы которых представляются
рядами Фурье, а операторы — преобразованиями рядов.
Определены аналоги пространств Соболева
$\mathbf{A}^{2k}_{\gamma }$ и
$\mathbf{W}^m$
порядков
$2k$ и
$m$ в классах потенциальных и вихревых полей
и классы
$ C(2k,m)$ их прямых сумм.
Доказано, что при $\lambda\neq \operatorname{Sp}(\operatorname{rot})$ оператор
$ \operatorname{rot}+\lambda I$ отображает класс
$C(2k,m+1)$ на класс
$C(2k,m)$
взаимно однозначно и непрерывно,
а при $\lambda\neq \operatorname{Sp}(\nabla \operatorname{div})$ оператор
$\nabla \operatorname{div}+\lambda I$ отображает
$C(2(k+1), m)$ на
$C(2k,m)$ соответственно.
Ключевые слова:
пространства Соболева, градиент, дивергенция, ротор, эллиптические краевые задачи, спектральные задачи. Получение: 25 ноября 2019 г.Исправление: 10 марта 2020 г.Принятие: 16 марта 2020 г.Публикация онлайн: 22 июня 2020 г.
DOI:
10.14498/vsgtu1759