Обращение степенных рядов и точные решения уравнений нелинейной математической физики

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель. Разработка нового метода нахождения точных решений уравнений нелинейной математической физики. Методы. Частичная сумма ряда метода возмущений, записанная для исходного нелинейного уравнения, представляется в форме степенного ряда по степеням экспоненциальной функции, являющейся решением линеаризованного уравнения. Рациональная производящая функция последовательности коэффициентов степенного ряда представляет собой точное решение исходного уравнения. Метод основан на использовании свойства, состоящего в том, что обращенные степенные ряды для солитоноподобных решений обрываются, начиная со степени, не менее чем на единицу превосходящей порядок полюса решения. Результаты. Эффективность метода продемонстрирована при построении точных локализованных решений неинтегрируемого уравнения Кортевега–де Вриза–Бюргерса, а также нелинейных интегрируемых дифференциально-разностных уравнений. Заключение. Предложенный метод применим для решения интегрируемых и неинтегрируемых дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, а также интегрируемых дифференциально-разностных уравнений.  

Об авторах

Александр Исаевич Землянухин

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (СГТУ)

ORCID iD: 0000-0002-4379-8310
SPIN-код: 1779-8183
Scopus Author ID: 6603169205
ResearcherId: V-1577-2018
410054, Россия, Саратов, ул. Политехническая, 77

Николай Александрович Артамонов

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (СГТУ)

SPIN-код: 8251-2604
Scopus Author ID: 59209431700
410054, Россия, Саратов, ул. Политехническая, 77

Андрей Владимирович Бочкарёв

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (СГТУ)

ORCID iD: 0000-0001-9088-9234
SPIN-код: 8127-0143
Scopus Author ID: 57192391330
410054, Россия, Саратов, ул. Политехническая, 77

Владимир Ильич Безлюдный

Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А. (СГТУ)

410054, Россия, Саратов, ул. Политехническая, 77

Список литературы

  1. Кудряшов Н. А. Методы нелинейной математической физики. Долгопрудный: Интеллект, 2010. 368 с.
  2. Конт Р., Мюзетт М. Метод Пенлеве и его приложения. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, Регулярная и хаотическая динамика, 2011. 315 с.
  3. Полянин А. Д., Зайцев В. Ф., Журов А. И. Нелинейные уравнения математической физики и механики. Методы решения: учебник и практикум для вузов. 2-е изд., испр. и доп. Москва: Юрайт, 2025. 256 с.
  4. Yamilov R. Symmetries as integrability criteria for differential-difference equations // J. Phys. A: Math. Gen. 2006. Vol. 39. P. 541-623 doi: 10.1088/0305-4470/39/45/R01.
  5. Андрианов И., Аврейцевич Я. Методы асимптотического анализа и синтеза в нелинейной динамике и механике деформируемого твердого тела. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2013. 276 с.
  6. Хирота Р. Прямые методы в теории солитонов // В кн.: Солитоны. М.: Мир, 1983.С. 175-192. %1.05.
  7. Ван-Дайк М. Методы возмущений в механике жидкости. М.: Мир, 1967. 296 с.
  8. Эйлер Л. Дифференциальное исчисление. М.: ГИТТЛ, 1949. 580 с.
  9. Виноградов В. Н., Гай Е. В., Работнов Н. С. Аналитическая аппроксимация данных в ядерной и нейтронной физике. М.: Энергоатомиздат, 1987. 128 с.
  10. Бочкарев А. В., Землянухин А. И. Метод геометрического ряда построения точных решений нелинейных эволюционных уравнений // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2017. Т. 57, № 7. С. 1113-1125 doi: 10.7868/S0044466917070079.
  11. Zemlyanukhin A. I., Bochkarev A. V., Orlova A. A., Ratushny A. V. Geometric series method and exact solutions of differential-difference equations // In: Abramian A.,K., Andrianov I.,V., Gaiko V.,A. (eds) Nonlinear Dynamics of Discrete and Continuous Systems. Advanced Structured Materials. Vol. 139. Cham: Springer, 2021. P. 239-253 doi: 10.1007/978-3-030-53006-8_15.
  12. Ландо С. К. Лекции о производящих функциях: учебное пособие. М.: МЦНМО, 2007. 144 с.
  13. Сафонов K. В. Об условиях алгебраичности и рациональности суммы степенного ряда // Матем. заметки. 1987. Т. 41, № 3. С. 325-332.
  14. Yagmur T. New approach to Pell and Pell-Lucas sequences // Kyungpook Math. J. 2019. Vol. 59, no. 1. P. 23-34 doi: 10.5666/KMJ.2019.59.1.23.
  15. Абловиц М. Д., Сигур Х. Солитоны и метод обратной задачи. М.: Мир, 1987. 479 с.
  16. Накоряков В. Е., Покусаев Б. Г., Шрейбер И. Р. Волновая динамика газо- и парожидкостных сред. М.: Энергоатомиздат, 1990. 246 с.
  17. Кудряшов Н. A. Преобразования Бэклунда для уравнения в частных производных четвертого порядка с нелинейностью Бюргерса–КдФ // Докл. АН СССР. 1988. Т. 300, № 2. С. 342-345.
  18. Гарифуллин Р. Н., Ямилов Р. И. Об интегрируемости решеточных уравнений с двумя континуальными пределами // Итоги науки и техн. Соврем. мат. и ее прил. Темат. обз. 2018. Т. 152. С. 159-164.
  19. Hinch E. J. Perturbation Methods. Cambridge: Cambridge University Press, 1991. 160 p doi: 10.1017/CBO9781139172189.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».