Разностная схема второго порядка для гиперболических уравнений с неограниченным запаздыванием
- Авторы: Ашыралыев А.1,2,3
-
Учреждения:
- Bahcesehir University
- Российский университет дружбы народов
- Институт математики и математического моделирования
- Выпуск: Том 71, № 4 (2025)
- Страницы: 547-561
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2413-3639/article/view/374072
- DOI: https://doi.org/10.22363/2413-3639-2025-71-4-547-561
- EDN: https://elibrary.ru/MADFXS
- ID: 374072
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Настоящая работа посвящена исследованию начальной задачи для гиперболического уравнения с неограниченным запаздыванием \( \begin{equation*}
\begin{cases}
\dfrac{d^{2}v(t)}{dt^{2}}+A^{2}v(t)=a\left( \dfrac{dv(t-\omega )}{dt}
+Av(t-\omega )\right) +f(t), & t>0, \\
v(t)=\varphi (t), & -\omega \leq t\leq 0
\end{cases}
\end{equation*} \) в гильбертовом пространстве H с самосопряжённым положительно определённым оператором A. Представлена разностная схема второго порядка точности для численного решения дифференциальной задачи. Установлена теорема об оценках устойчивости решений этой разностной схемы. На практике доказаны оценки
устойчивости решений четырех задач для гиперболических разностных уравнений с запаздыванием.
Об авторах
Аллаберен Ашыралыев
Bahcesehir University; Российский университет дружбы народов; Институт математики и математического моделирования
Автор, ответственный за переписку.
Email: allaberen.ashyralyev@bau.edu.tr
ORCID iD: 0000-0002-4153-6624
Scopus Author ID: 6602401828
ResearcherId: K-4377-2017
Istanbul, Turkiye; Москва, Россия; Алматы, Казахстан
Список литературы
- Ашыралыев А. Об устойчивости гиперболических уравнений с неограниченным запаздыванием// Докл. РАН. - 2025.- 524.-С. 51-55.- doi: 10.7868/S3034504925040085.
- Васильев В.В., Крейн С.Г., Пискарев С.И. Полугруппы операторов, косинус оператор-функции и линейные дифференциальные уравнения// Итоги науки и техн. Сер. Мат. анал.-1990.- 28.- С. 87-202.
- Власов В.В. Research of operator models arising in hereditary mechanics and thermophysics// Тезисы межд. конф. «Математическая физика, динамические системы, бесконечномерный анализ».- Долгопрудный: МФТИ, 2019.
- Власов В.В., Раутиан Н.А. Спектральный анализ функционально-дифференциальных операторов.-М.: МАКС Пресс, 2016.
- Пискарев С.И. Об устойчивости разностных схем в задачах Коши с почти периодическими решениями// Дифф. уравн.- 1984.- 20, № 4.- С. 689-695.
- Пискарев С.И. Принципы методов дискретизации, III// Докл. Акуст. ин-та. РАН. - 1986.- 3410.- С. 1-87.
- Скубачевский А.Л. К задаче об успокоении системы управления с последействием// Докл. РАН. - 1994.-335, № 2.-С. 157-160.
- Соболевский П.Е. Разностные методы решения дифференциальных уравнений.- Воронеж: ВГУ, 1975.
- Соболевский П.Е., Чеботарева Л.М. Приближенное решение методом прямых задачи Коши для абстрактного гиперболического уравнения// Изв. вузов. Сер. Мат.-1977.-5. -С. 103-116.
- Ashyralyev A., Agirseven D. Bounded solutions of nonlinear hyperbolic equations with time delay// Electron. J. Differ. Equ. -2018.- 2018, № 21.- С. 1-15.
- Ashyralyev A., Akat M. An approximation of stochastic hyperbolic equations: case with Wiener process// Math. Methods Appl. Sci.- 2013.- 36, № 9.- С. 1095-1106.- doi: 10.1002/mma.2666.
- Ashyralyev A., Akca H. Stability estimates of difference schemes for neutral delay differential equations// Nonlinear Anal.- 2001.- 44.-С. 443-452.-doi: 10.1016/S0362-546X(99)00270-9.
- Ashyralyev A., Fattorini H.O. On uniform difference schemes for second order singular perturbation problems in Banach spaces// SIAM J. Math. Anal. -1992.- 23, № 1.-С. 29-54.- doi: 10.1137/052300.
- Ashyralyev A., Pastor J., Piskarev S., Yurtsever H.A. Second order equations in functional spaces: qualitative and discrete well-posedness// Abstr. Appl. Anal. -2015.-2015.- 948321.- DOI: 10.1155/ 2015/948321.
- Ashyralyev A., Sarsanbi A. Well-posedness of a parabolic equation with involution// Numer. Funct. Anal. Optim. -2017.-38, № 10.- С. 1295-1305.- doi: 10.1080/01630563.2017.1316997.
- Ashyralyev A., Sobolevskii P.E. A note on the difference schemes for hyperbolic equations// Abstr. Appl. Anal. -2001.-6, № 2.-С. 63-70.- doi: 10.1155/S1085337501000501.
- Ashyralyev A., Sobolevskii P.E. New difference schemes for partial differential equations.- Basel-Boston- Berlin: Birkha¨user, 2004.
- Ashyralyev A., Sobolevskii P.E. Two new approaches for construction of the high order of accuracy difference schemes for hyperbolic differential equations// Discrete Dyn. Nat. Soc. -2005.- 2005, № 2.- С. 183-213.-doi: 10.1155/DDNS.2005.183.
- Ashyralyev A., Vlasov V.V., Ashyralyyev C. On the stability of hyperbolic difference equations with unbounded delay term// Bol. Soc. Mat. Mexicana (3). -2023.- 29, № 2.-С. 27-38.- DOI: 10.1007/ s40590-023-00498-z.
- Bellman R., Cooke K. Differential-difference equations.-New York: Academic Press, 1963.
- Cahlon B., Schmidt D. Stability criteria for certain second-order delay differential equations with mixed coefficients// J. Comput. Appl. Math.- 2004.- 170.-С. 79-102.-doi: 10.1016/j.cam.2003.12.043.
- Chi H., Poorkarimi H., Wiener J., Shah S.M. On the exponential growth of solutions to non-linear hyperbolic equations// Int. J. Math. Sci. -1989.-12.-С. 539-546.-doi: 10.1155/S0161171289000670.
- Driver R.D. Ordinary and delay differential equations.-Berlin: Springer, 1977.
- Driver R.D. Exponential decay in some linear delay differential equations// Am. Math. Monthly.- 1978.- 85, № 9.- С. 757-760.-doi: 10.1080/00029890.1978.11994695.
- El’sgol’ts L.E., Norkin S.B. Introduction to the theory and application of differential equations with deviating arguments.- New York: Academic Press, 1973.
- Fattorini H.O. Second order linear differential equations in Banach spaces.- Amsterdam-New York- Oxford: North-Holland, 1985.
- Goldstein J.A. Semigroups of linear operators and applications.-New York: Oxford University Press, 1985.
- Hale J.K., Verduyn Lunel S.M. Introduction to functional differential equations.-Berlin: Springer, 1993.
- Kolmanovski V., Myshkis A. Applied theory of functional differential equations.-Dordrecht: Kluwer Academic, 1992.
- Krein S.G. Linear differential equations in Banach space.-Providence: Am. Math. Soc., 1971.
- Mohanty R.K. An operator splitting method for an unconditionally stable difference scheme for a linear hyperbolic equation with variable coefficients in two space dimensions// Appl. Math. Comput. - 2004.- 152, № 3.-С. 799-806.-doi: 10.1016/S0096-3003(03)00595-2.
- Mohanty R.K. An unconditionally stable finite difference formula for a linear second order one space dimensional hyperbolic equation with variable coefficients// Appl. Math. Comput.- 2005.- 165, № 1.- С. 229-236.-doi: 10.1016/j.amc.2004.07.002.
- Mohanty R.K. An operator splitting technique for an unconditionally stable difference method for a linear three space dimensional hyperbolic equation with variable coefficients// Appl. Math. Comput. - 2005.- 162, № 2.-С. 549-557.-doi: 10.1016/j.amc.2003.12.135.
- Poorkarimi H., Wiener J. Bounded solutions of nonlinear hyperbolic equations with delay// В сб.: «Proc. VII Int. Conf. Nonlinear Analysis and Applications».- New York-Basel: Marcel Dekker, 1987.- С. 471-478.
- Shah S.M., Poorkarimi H., Wiener J. Bounded solutions of retarded nonlinear hyperbolic equations// Bull. Allahabad Math. Soc. -1986.- 1. -С. 1-14.
- Vasil’ev V.V., Krein S.G., Piskarev S. Operator semigroups, cosine operator functions, and linear differential equations// J. Soviet Math. -1991.- 54, № 4.-С. 1042-1129.
- Wiener J. Generalized solutions of functional differential equations.- Singapore: World Scientific, 1993.
- Yenic¸erio˘glu A.F. The behavior of solutions of second order delay differential equations// J. Math. Anal. Appl. - 2007.- 332, № 2. -С. 1278-1290.-doi: 10.1016/j.jmaa.2006.10.069.
- Yenic¸erio˘glu A.F., Yalcinbas S. On the stability of the second-order delay differential equations with variable coefficients// Appl. Math. Comput. - 2004.- 152, № 3.-С. 667-673.-doi: 10.1016/S00963003(03)00584-8.
Дополнительные файлы

