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, 2022, том 26, номер 2, страницы 222–258 (Mi vsgtu1881)

Эта публикация цитируется в 2 статьях

Дифференциальные уравнения и математическая физика

Сходимость приближенных решений ядром теплопроводности для уравнения переноса-диффузии в полуплоскости

М. Аоуаоудаa, А. Аядиa, Х. Фужита Яшимаb

a Университет им. Л. Бен Мхиди, г. Оум-эл-Буаги, 04000, Алжир
b Высшая нормальная школа им. А. Джебар, г. Константина, 25000, Алжир

Аннотация: Рассматривается уравнение параболического типа (уравнение переноса-диффузии), которое используется, например, в задачах распространения загрязняющих веществ в атмосферном воздухе или водной среде. Имеется нескольких классических методов решения этого параболического уравнения, но также хорошо известно и вероятностное представление решения уравнения переноса-диффузии. Поскольку плотность распределения винеровского процесса соответствует ядру уравнения теплопроводности, с использованием ядра теплопроводности и оператора переноса на каждом шаге дискретизации времени можно построить приближенные решения уравнения переноса-диффузии в $ \mathbb{R}^d $. В предыдущих работах была доказана равномерная сходимость этих приближенных решений к функции, удовлетворяющей уравнению переноса-диффузии и начальному условию. Так как эти приближенные решения определяются только интегральным оператором и оператором переноса, доказательство их сходимости проводится без использования вероятностных понятий. В данной работе рассматривается уравнение переноса-диффузии в полуплоскости $ \mathbb{R}^2_+ $ с граничным условием на $ \{ x_2 = 0 \}$ и доказывается сходимость приближенных решений, построенных ядром теплопроводности и оператором переноса, к функции, удовлетворяющей уравнению переноса-диффузии в $ \mathbb{R}^2_{+} $, начальному и граничному условиям. Для получения этого результата используется метод нечетного продолжения заданных в $ \mathbb{R}^2_{+} $ функций на $ \mathbb{R}^2 $, поэтому применяются технические приемы предыдущих работ для задач в $ \mathbb{R}^d $. Тем не менее из-за наличия граничного условия остается проблема гладкости приближенных решений, для разрешения которой получаются оценки для производных приближенных решений, на которые влияют особенные данные на $ \{ x_2 = 0 \}$.

Ключевые слова: уравнение переноса-диффузии, приближенное решение, ядро теплопроводности.

УДК: 517.956.4

MSC: 35K20, 35K58, 35K08

Получение: 26 августа 2021 г.
Исправление: 5 мая 2022 г.
Принятие: 23 мая 2022 г.
Публикация онлайн: 1 июня 2022 г.

DOI: 10.14498/vsgtu1881



© МИАН, 2024