Об управляемости динамической системы акустического рассеяния в $\mathbb R^3$
М. И. Белишев,
А. Ф. Вакуленко С.-Петербургское Отделение Математического Института им. В. А. Стеклова, РАН
Аннотация:
Акустическая задача рассеяния состоит в нахождении функции
$u=u^f(x,t)$ из системы
\begin{align*} &u_{tt}-\Delta u+qu=0, (x,t) \in {\mathbb R}^3 \times (-\infty,0);\\
&u \mid_{|x|<-t} =0 , t<0;\\
&\lim_{s \to \infty} s u((s+\tau) \omega,-s)=f(\tau,\omega), (\tau,\omega) \in \Sigma:=[0,\infty)\times S^2, \end{align*}
в которой потенциал
$q\in L_\infty(\mathbb R^3)$ есть вещественная функция с компактным носителем, а функция
$f\in\mathscr F:=L_2(\Sigma)$ – управление. Пусть $\mathscr F^\xi:= \{f\in\mathscr F | f\big|_{0\leqslant \tau\leqslant \xi}=0\}$,
$\mathscr H:=L_2(\mathbb R^3)$, $\mathscr H^\xi:=\{y\in \mathscr H | y\big|_{|x|<\xi}=0\}$,
$\xi>0$. Для (задержанных) управлений
$f\in\mathscr F^\xi$,
достижимое множество есть $\mathscr U^\xi:=\{u^f( \cdot , 0) | f\in\mathscr F^\xi\}\subset\mathscr H^\xi$, а $\mathscr D^\xi:=\mathscr H^\xi\ominus\mathscr U^\xi$ –
дефектное (недостижимое) подпространство. В работе дается следующее описание
$\mathscr D^\xi$.
Назовем функцию
$a\in\mathscr H^\xi$ $q$-полигармонической порядка
$n$, если
$(-\Delta +q)^n a=0$ выполнено при
$|x|>\xi$, пусть
$\mathscr A^\xi_n$ есть множество таких функций. Наш главный результат это соотношение
\begin{equation*} {\mathscr D}^\xi =\overline{{\rm span }\{\mathscr A^\xi_n | n\geqslant 1\}}, \xi>0 \end{equation*}
(замыкание в
$\mathscr H$). Этот результат в основном завершает исследование управляемости акустической динамической системы, описываемой локально возмущенным волновым уравнением в
$\mathbb R^3$. Библ. – 9 назв.
Ключевые слова:
динамическая система, описываемая локально-возмущенным волновым уравнением, задача рассеяния, управляемость.
УДК:
517.5
Поступило: 13.08.2024