RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Физико-математические науки» // Архив

Вестн. Сам. гос. техн. ун-та. Сер. Физ.-мат. науки, 2020, том 24, номер 2, страницы 249–274 (Mi vsgtu1759)

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



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024