Квазидвумерная коэффициентная обратная задача для волнового уравнения в слабо горизонтально-неоднородной среде с памятью

Автор: Ахматов Зариф Ануарович, Тотиева Жанна Дмитриевна

Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru

Статья в выпуске: 4 т.23, 2021 года.

Бесплатный доступ

В работе представлена обратная задача последовательного определения двух неизвестных - коэффициента, характеризующего свойства среды со слабо горизонтальной неоднородностью, и ядра интегрального оператора, описывающего память среды. Прямая начально-краевая задача содержит нулевые данные и граничное условие Неймана. В качестве дополнительной информации задается след на границе среды Фурье-образа решения прямой задачи. Для исследования обратных задач предполагается, что искомый коэффициент разлагается в асимптотический ряд по степеням малого параметра. В статье построен метод нахождения (с учетом памяти среды) коэффициента с точностью до поправки, имеющей порядок O(ϵ2). На первом этапе одновременно определяется решение прямой задачи в нулевом приближении и ядро интегрального оператора, при этом обратная задача сводится к эквивалентной задаче решения системы нелинейных интегральных уравнений Вольтерра второго рода. На втором этапе ядро считается заданным, и одновременно определяется решение прямой задачи в первом приближении и искомый коэффициент. В этом случае решение эквивалентной обратной задачи будет решением линейной системы интегральных уравнений Вольтерра второго рода. Доказаны теоремы однозначной локальной разрешимости поставленных обратных задач. Приведены результаты численных расчетов функции ядра и коэффциента.

Еще

Обратная задача, дельта-функция, ядро, преобразование фурье, интегро-дифференциальное уравнение

Короткий адрес: https://sciup.org/143178032

IDR: 143178032   |   DOI: 10.46698/l4464-6098-4749-m

Список литературы Квазидвумерная коэффициентная обратная задача для волнового уравнения в слабо горизонтально-неоднородной среде с памятью

  • Романов В. Г. Обратные задачи математической физики. М.: Наука, 1984.
  • Lorenzi A. and Sinestrari E. An inverse problem in the theory of materials with memory I // Nonlinear Anal. TMA. 1988. Vol. 12, № 12. P. 1317–1335. DOI: 10.1016/0362-546X(88)90080-6.
  • Lorenzi А. An inverse problem in the theory of materials with memory II // Semigroup Theory and Applications, Ser. Pure and Appl. Math. 1989. Vol. 116. P. 261–290.
  • Дурдиев Д. K. Обратная задача для трехмерного волнового уравнения в среде с памятью // Мат. анализ и дискретная математика. Новосибирск: НГУ, 1989. C. 19–27.
  • Lorenzi A., Paparoni E. Direct and inverse problems in the theory of materials with memory // Ren. Sem. Math. Univ. 1992. Vol. 87. P. 105–138.
  • Bukhgeym A. L. Inverse problems of memory reconstruction // J. of Inverse and Ill-Posed Problems. 1993. Vol. 1, № 3. P. 193–206. DOI: 10.1515/jiip.1993.1.1.17.
  • Дурдиев Д. К. Многомерная обратная задача для уравнения с памятью // Сиб. мат. журн. 1994. Т. 35, № 3. С. 574–582. DOI: 10.1007/BF02104815.
  • Bukhgeim A. L., Dyatlov G. V. Inverse problems for equations with memory // SIAM J. Math. Fool. 1998. Vol. 1, № 2. P. 1–17.
  • Дурдиев Д. К. Обратные задачи для сред с последействием. Ташкент: Турон-Икбол, 2014.
  • Дурдиев Д. К., СафаровЖ.Ш. Обратная задача определения ядра для уравнения вязкоупругости в ограниченной области // Мат. заметки. 2015. T. 97, № 6. C. 855–867.
  • Дурдиев Д. К., Тотиева Ж. Д. Задача определения многомерного ядра уравнения вязкоупругости // Владикавк. мат. журн. 2015. Т. 17, № 4. C. 18–43. DOI: 10.23671/VNC.2015.4.5969.
  • Дурдиев Д. К., ТотиеваЖ. Д. Задача об определении одномерного ядра электровязкоупругости // Сиб. мат. журн. 2017. Т. 58, № 3. С. 553–572. DOI: 10.17377/smzh.2017.58.307.
  • Дурдиев Д. К., Рахмонов А. А. Обратная задача для системы интегро-дифференциальных уравнений SH-волн в вязкоупругой пористой среде: глобальная разрешимость // Теор. и мат. физика. 2018. T. 195, № 3. C. 491–506. DOI: 10.4213/tmf9480.
  • Durdiev U. D. A problem of identification of a special 2D memory kernel in an integro-differential hyperbolic equation // Eurasian J. Math. Comp. App. 2019. Vol. 7, № 2. P. 4–19.
  • Durdiev U. D., Totieva Z. D. A problem of determining a special spatial part of 3D memory kernel in an integro-differential hyperbolic equation // Math. Meth. Appl. Sci. 2019. Vol. 42, №18. P. 7440–7451.
  • Дурдиев Д. К., Тотиева Ж. Д. О глобальной разрешимости многомерной обратной задачи для уравнения с памятью // Сиб. мат. журн. 2021. Т. 62, № 2. C. 215–229.
  • Kumar P., Kinra R., Mohan M. A local in time existence and uniqueness result of an inverse problem for the Kelvin–Voigt fluids // Inverse Problems. 2021. Vol. 37, № 8. 085005. DOI: 10.1088/1361-6420/ac1050.
  • Благовещенский А. С., Федоренко Д. А. Обратная задача для уравнения акустики в слабо горизонтально-неоднородной среде // Зап. науч. сем. ПОМИ. 2008. T. 354. C. 81–99.
  • Дурдиев Д. K., Бозоров З. Р. Задача определения ядра интегро-дифференциального волного уравнения со слабо горизонтальной однородностью // Дальневост. матем. журн. 2013. Т. 13, № 2. C. 209–221.
  • Дурдиев Д. К. Обратная задача определения двух коэффициентов в одном интегродифференциальном волновом уравнении // Сиб. журн. индустр. матем. 2009. Т. 12, № 3. C. 28–40.
  • Курант Р. Уравнения с частными производными. М.: Мир, 1964.
  • Колмогоров А. Н., Фомин С. В. Элементы теории функций и функционального анализа. М.: Физматлит, 2006.
  • Яхно В. Г. Обратные задачи для дифференциальных уравнений упругости. Новосибирск: Наука, 1988.
Еще
Статья научная