RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Журнал вычислительной математики и математической физики // Архив

Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 2022, том 62, номер 10, страницы 1662–1681 (Mi zvmmf11459)

Уравнения в частных производных

Конечные ряды Фурье в гиперболических начально-краевых задачах для областей с криволинейными границами

В. Л. Леонтьев

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Научный центр мирового уровня "Передовые цифровые технологии", 195251 Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29, Россия

Аннотация: Метод Фурье, связанный с применением ортогональных сплайнов, применяется при решении линейной гиперболической начально-краевой задачи для области с криволинейной границей. Теоретические исследования и решения задач о свободных колебаниях мембран с криволинейными границами показывают, что формируемая алгоритмом метода последовательность конечных рядов Фурье в каждый момент времени сходится к точному решению задачи – бесконечному ряду Фурье. Структура этих конечных рядов Фурье, каждый из которых связан с конкретной сеткой в рассматриваемой области, аналогична структуре соответствующих частичных сумм бесконечного ряда Фурье – точного решения задачи. При увеличении числа узлов сетки в области с криволинейной границей имеет место сходимость приближенных собственных значений и функций краевой задачи к точным собственным значениям и функциям, определяющая сходимость конечных рядов Фурье к точному решению начально-краевой задачи. Метод Фурье, связанный с ортогональными сплайнами, дает сколь угодно точные приближенные аналитические решения начально-краевой задачи для области с криволинейной границей в форме конечных обобщенных рядов Фурье, по структуре аналогичных частичным суммам точного решения, и имеет расширенную область своего применения.
Библ. 15. Фиг. 13. Табл. 1.

Ключевые слова: гиперболическая начально-краевая задача, криволинейная граница, метод разделения переменных, конечные обобщенные ряды Фурье, ортогональные сплайны.

УДК: 517.956.32

Поступила в редакцию: 10.01.2022
Исправленный вариант: 10.01.2022
Принята в печать: 08.06.2022

DOI: 10.31857/S0044466922100088


 Англоязычная версия: Computational Mathematics and Mathematical Physics, 2022, 62:10, 1632–1650

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024