Об одном классе эллиптических краевых задач с параметром и разрывной нелинейностью
- Авторы: Павленко В.Н.1, Потапов Д.К.2
-
Учреждения:
- Челябинский государственный университет
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Выпуск: Том 84, № 3 (2020)
- Страницы: 168-184
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/1607-0046/article/view/133813
- DOI: https://doi.org/10.4213/im8847
- ID: 133813
Цитировать
Аннотация
В ограниченной области изучается эллиптическая краевая задача с неоднородным граничным условием Дирихле, разрывной нелинейностью и положительным параметром, входящим в нелинейность мультипликативно. Нелинейность находится в правой части уравнения, равна нулю при неотрицательных значениях фазовой переменной и неположительна при отрицательных. Пусть $\widetilde{u}(x)$ – решение краевой задачи с нулевой правой частью уравнения (граничная функция предполагается положительной). Заменой $v(x)=u(x)-\widetilde{u}(x)$ исходная задача преобразуется к задаче с однородным краевым условием. Для нее $v(x)=0$ является решением при любом значении параметра. Значения параметра, при которых преобразованная задача имеет ненулевое решение, образуют спектр этой задачи. При некоторых дополнительных ограничениях строится итерационный процесс, который при определенном выборе начального приближения, сходится к минимальному полуправильному решению преобразованной задачи. Доказывается, что непустой спектр краевой задачи совпадает с лучом $[\lambda^*,+\infty)$, где $\lambda^*>0$. В качестве приложения рассматривается математическая модель Гольдштика об отрывных течениях несжимаемой жидкости. Для нее проверяется выполнение условий доказанной теоремы и устанавливается непустота спектра.Библиография: 37 наименований.
Об авторах
Вячеслав Николаевич Павленко
Челябинский государственный университет
Email: pavlenko-vn@yandex.ru
доктор физико-математических наук, профессор
Дмитрий Константинович Потапов
Санкт-Петербургский государственный университет
Email: d.potapov@spbu.ru
кандидат физико-математических наук, доцент
Список литературы
- В. Н. Павленко, Д. К. Потапов, “Существование полуправильных решений эллиптических спектральных задач с разрывными нелинейностями”, Матем. сб., 206:9 (2015), 121–138
- В. Н. Павленко, Д. К. Потапов, “Существование решений невариационной эллиптической краевой задачи с параметром и разрывной нелинейностью”, Матем. тр., 19:1 (2016), 91–105
- G. Barletta, A. Chinnì, D. O'Regan, “Existence results for a Neumann problem involving the $p(x)$-Laplacian with discontinuous nonlinearities”, Nonlinear Anal. Real World Appl., 27 (2016), 312–325
- S. Bensid, “Perturbation of the free boundary in elliptic problem with discontinuities”, Electron. J. Differential Equations, 2016 (2016), 132, 14 pp.
- R. Dhanya, S. Prashanth, S. Tiwari, K. Sreenadh, “Elliptic problems in $mathbb{R}^N$ with critical and singular discontinuous nonlinearities”, Complex Var. Elliptic Equ., 61:12 (2016), 1656–1676
- В. Н. Павленко, Д. К. Потапов, “Существование двух нетривиальных решений в задачах на собственные значения для уравнений с разрывными правыми частями при достаточно больших значениях спектрального параметра”, Матем. сб., 208:1 (2017), 165–182
- В. Н. Павленко, Д. К. Потапов, “Существование трех нетривиальных решений эллиптической краевой задачи с разрывной нелинейностью в случае сильного резонанса”, Матем. заметки, 101:2 (2017), 247–261
- В. Н. Павленко, Д. К. Потапов, “Об оценках спектрального параметра эллиптических краевых задач с разрывными нелинейностями”, Сиб. матем. журн., 58:2 (2017), 375–385
- G. C. G. Santos, G. M. Figueiredo, “Existence of solutions for an NSE with discontinuous nonlinearity”, J. Fixed Point Theory Appl., 19:1 (2017), 917–937
- S. Heidarkhani, F. Gharehgazlouei, “Multiplicity of elliptic equations involving the $p$-Laplacian with discontinuous nonlinearities”, Complex Var. Elliptic Equ., 62:3 (2017), 413–429
- Д. К. Потапов, “О решениях задачи Гольдштика”, Сиб. журн. вычисл. матем., 15:4 (2012), 409–415
- D. K. Potapov, V. V. Yevstafyeva, “Lavrent'ev problem for separated flows with an external perturbation”, Electron. J. Differential Equations, 2013 (2013), 255, 6 pp.
- Y. Zhang, I. Danaila, “Existence and numerical modelling of vortex rings with elliptic boundaries”, Appl. Math. Model., 37:7 (2013), 4809–4824
- Д. К. Потапов, “Об одной задаче электрофизики с разрывной нелинейностью”, Дифференц. уравнения, 50:3 (2014), 421–424
- В. Н. Павленко, Д. К. Потапов, “Задача Эленбааса об электрической дуге”, Матем. заметки, 103:1 (2018), 92–100
- О. А. Ладыженская, Н. Н. Уральцева, Линейные и квазилинейные уравнения эллиптического типа, Наука, М., 1964, 538 с.
- М. А. Гольдштик, “Математическая модель отрывных течений несжимаемой жидкости”, Докл. АН СССР, 147:6 (1962), 1310–1313
- А. В. Васин, “Приложение задачи Гольдштика к расчету гидродинамических нагрузок на гидрозатворы обводных галерей”, Речной транспорт (XXI век), 2013, № 2(61), 69–73
- И. И. Вайнштейн, И. М. Федотова, “Задача Гольдштика о склейке вихревых течений идеальной жидкости в осесимметрическом случае”, Вестн. СибГАУ, 2014, № 3(55), 48–54
- О. А. Тимофеева, “Анализ численных методов расчета течения жидкости в водопропускных сооружениях”, Вестн. гос. ун-та морского и речного флота им. адм. С. О. Макарова, 2015, № 4, 104–108
- К. Миранда, Уравнения с частными производными эллиптического типа, ИЛ, М., 1957, 256 с.
- В. Н. Павленко, “Существование решений у нелинейных уравнений с разрывными монотонными операторами”, Вестн. Моск. ун-та. Сер. 1. Матем., мех., 1973, № 6, 21–29
- C. A. Stuart, “Maximal and minimal solutions of elliptic differential equations with discontinuous non-linearities”, Math. Z., 163:3 (1978), 239–249
- S. Heikkilä, “On an elliptic boundary value problems with discontinuous nonlinearity”, Appl. Anal., 37:1-4 (1990), 183–189
- S. Carl, “A combined variational-monotone iterative method for elliptic boundary value problems with discontinuous nonlinearity”, Appl. Anal., 43:1-2 (1992), 21–45
- S. Carl, S. Heikkilä, “On extremal solutions of an elliptic boundary value problem involving discontinuous nonlinearities”, Differential Integral Equations, 5:3 (1992), 581–589
- S. Heikkilä, V. Lakshmikantham, Monotone iterative techniques for discontinuous nonlinear differential equations, Monogr. Textbooks Pure Appl. Math., 181, Marcel Dekker, Inc., New York, 1994, xii+514 pp.
- P. Nistri, “Positive solutions of a non-linear eigenvalue problem with discontinuous non-linearity”, Proc. Roy. Soc. Edinburgh Sect. A, 83:1-2 (1979), 133–145
- Д. К. Потапов, “Непрерывная аппроксимация одномерного аналога модели Гольдштика отрывных течений несжимаемой жидкости”, Сиб. журн. вычисл. матем., 14:3 (2011), 291–296
- S. Bensid, J. I. Diaz, “Stability results for discontinuous nonlinear elliptic and parabolic problems with a $S$-shaped bifurcation branch of stationary solutions”, Discrete Contin. Dyn. Syst. Ser. B, 22:5 (2017), 1757–1778
- И. В. Шрагин, “Условия измеримости суперпозиций”, Докл. АН СССР, 197:2 (1971), 295–298
- Д. Гилбарг, Н. Трудингер, Эллиптические дифференциальные уравнения с частными производными второго порядка, Наука, М., 1989, 464 с.
- М. А. Красносельский, А. В. Покровский, Системы с гистерезисом, Наука, М., 1983, 272 с.
- Н. Данфорд, Дж. Т. Шварц, Линейные операторы, т. I, Общая теория, ИЛ, М., 1962, 895 с.
- В. Н. Павленко, О. В. Ульянова, “Метод верхних и нижних решений для уравнений эллиптического типа с разрывными нелинейностями”, Изв. вузов. Матем., 1998, № 11, 69–76
- H. Amann, “Fixed point equations and nonlinear eigenvalue problems in ordered Banach spaces”, SIAM Rev., 18:4 (1976), 620–709
- М. А. Красносельский, Положительные решения операторных уравнений, Физматгиз, М., 1962, 394 с.
Дополнительные файлы
