О строгом математическом определении формы брахистохроны при учете теплового эффекта в зоне контакта

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Актуальность и цели. В настоящее время активно ведутся исследования, касающиеся свойств брахистохрон как линий с экстремальными свойствами. Актуальность настоящей работы обусловлена тем, что в ней впервые учтено влияние тепловых эффектов на форму брахистохроны. Главной целью исследования является аналитически строгое решение поставленной задачи. Материалы и методы. Основным методом решения задачи является метод подвижного базиса, хорошо зарекомендовавший себя при решении множества задач, связанных с исследованием различных свойств брахистохрон. Результаты. Приведено строгое аналитическое решение сформулированной задачи с учетом теплового эффекта, который был учтен с помощью введения диссипативной функции. Выводы. Благодаря предложенному в статье алгоритму сформулирован общий методический подход, полезный при решении подобного рода задач, связанных с учетом тепловых свойств материалов.

Об авторах

Сергей Октябринович Гладков

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: sglad51@mail.ru

доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры № 311 «Прикладные программные средства и математические методы»

(Россия, г. Москва, Волоколамское шоссе, 4)

Софья Борисовна Богданова

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)

Email: sonjaf@list.ru

кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры № 311 «Прикладные программные средства и математические методы»

(Россия, г. Москва, Волоколамское шоссе, 4)

Список литературы

  1. Эльсгольц Л. Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. М. : Наука, 1969. 424 с.
  2. Янг Л. Лекции по вариационному исчислению и теории оптимального управления. М. : Мир, 1974. 488 с.
  3. Гладков С. О. О траектории движения тела, входящего в жидкость под произвольным углом // Ученые записки физического факультета МГУ. 2016. № 4. С. 164002-1–164002-5.
  4. Lipp S. C. Brachistochrone with Coulomb friction // SIAM J. Control Optim. 1997. Vol. 35, № 2. P. 562–584.
  5. Hayen J. C. Brachistochrone with Coulomb friction // International Journal of NonLinear Mechanics. 2005. Vol. 40, № 8. P. 1057–1075.
  6. Гладков С. О., Богданова С. Б. Обобщенные динамические уравнения плоского криволинейного движения материального тела по желобу с учетом сил трения (их численный анализ в некоторых частных случаях) // Ученые записки физического факультета МГУ. 2017. № 1. С. 171101-1–171101-5.
  7. Ashby N., Brittin W. E., Love W. F., Wyss W. Brachistochrone with Coulomb friction // American Journal of Physics. 1975. Vol. 43. P. 902–905.
  8. Гельфад И. М., Фомин С. В. Вариационное исчисление. М. : Физматгиз, 1961. 284 с.
  9. Гладков С. О., Богданова С. Б. Геометрический фазовый переход в задаче о брахистохроне // Ученые записки физического факультета МГУ. 2016. № 1. С. 161101-1–1611015.
  10. Gladkov S. O., Bogdanova S. B. Analytical and numerical solution of the problem on brachistochrones in some general cases // Journal of Mathematical Sciences. 2020. Vol. 245, № 4. P. 528–537.
  11. Gladkov S. O., Bogdanova S. B. On a class of planar geometrical curves with constant reaction forces acting on particles moving along them // Journal of Mathematical Sciences. 2021. Vol. 257, № 1. P. 27–30.
  12. Гладков С. О., Богданова С. Б. О влиянии на форму брахистохроны эффекта Магнуса // Вестник Томского государственного университета. 2023. № 84. С. 33–39.
  13. Гладков С. О. Об одном методическом подходе при выводе основных физических уравнений // Физическое образование в вузах. 2021. Т. 27, № 2. С. 5–11.
  14. Гладков С. О. К вопросу о вычислении времени остановки вращающегося в вязком континууме цилиндрического тела и времени увлечения соосного с ним внешнего цилиндра // Журнал технической физики. 2018. Т. 88, № 3. С. 337–341.
  15. Гладков С. О. К вопросу о самоорганизации процессов изменения численности населения Земли // Биофизика. 2021. Т. 66, № 5. С. 1005–1014.
  16. Болтянский В. Г. Математические методы оптимального управления. М. : Наука, 1969. 408 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).