Многомерное неавтономное эволюционное уравнение типа Монжа - Ампера

Автор: Рахмелевич Игорь Владимирович

Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru

Статья в выпуске: 1 т.25, 2023 года.

Бесплатный доступ

Исследовано многомерное неавтономное эволюционное уравнение типа Монжа - Ампера. Левая часть уравнения содержит первую производную по времени с коэффициентом, зависящим от времени, пространственных переменных и искомой функции, а правая часть - определитель матрицы Гессе. Получены решения данного уравнения с аддитивным и мультипликативным разделением переменных, и показано, что достаточным условием существования таких решений является возможность представления коэффициента при производной по времени в виде произведения функций от времени и от пространственных переменных. Также найдены решения в виде квадратичных полиномов по пространственным координатам в случае, когда коэффициент при производной по времени имеет вид функции, обратной линейной комбинации пространственных переменных с коэффициентами, зависящими от времени. Получено множество решений в виде разложения по функциям, зависящим от подмножеств пространственных переменных с коэффициентами, зависящими от времени, и найдены достаточные условия существования таких решений. Рассмотрены некоторые редукции исходного уравнения к обыкновенным дифференциальным уравнениям (ОДУ) в случаях, когда искомая функция зависит от суммы функций пространственных координат (в частности, суммы их квадратов) и функции времени; при этом используется функциональное разделение переменных. Также найдены редукции исходного уравнения к уравнениям в частных производных меньшей размерности. В частности, получены решения в виде функции времени и суммы квадратов пространственных координат, а также в виде суммы нескольких таких функций и найдены достаточные условия их существования.

Еще

Эволюционное уравнение, уравнение монжа - ампера, разделение переменных, редукция, обыкновенное дифференциальное уравнение, уравнение в частных производных

Короткий адрес: https://sciup.org/143179840

IDR: 143179840   |   DOI: 10.46698/o3604-7902-1000-g

Список литературы Многомерное неавтономное эволюционное уравнение типа Монжа - Ампера

  • Polyanin A. D., Zaytsev V. F. Handbook of Nonlinear Partial Differential Equations, 2nd Ed. Boca Raton-London: Chapman and Hall/CRC Press, 2012. 1841 p.
  • Рождественский Б. Л., Яненко Н. Н. Системы квазилинейных уравнений и их приложения к газовой динамике. М.: Наука, 1978. 688 с.
  • Хабиров С. В. Неизэнтропические одномерные движения газа, построенные с помощью контактной группы уравнения Монжа - Ампера // Мат. сб. 1990. Т. 181, № 12. С. 1607-1622.
  • Шабловский О. Н. Параметрические решения уравнения Монжа -– Ампера и течения газа с переменной энтропией // Вестн. Томск. гос. ун-та. Матем. и мех. 2015. № 1(33). С. 105-118. DOI: 10.17223/19988621/33/11.
  • Погорелов А. В. Многомерное уравнение Монжа - Ампера. М.: Наука, 1988. 96 с.
  • Губерман И. Я. О существовании многих решений задачи Дирихле для многомерного уравнения типа Монжа - Ампера // Изв. вузов. Математика. 1965. № 4. С. 54-63.
  • Рахмелевич И. В. Многомерное уравнение Монжа - Ампера со степенными нелинейностями по первым производным // Вестн. Воронежского гос. ун-та. Сер. Физика. Математика. 2020. № 2. С. 86-98.
  • Ibragimov N. H. CRC Handbook of Lie Groups to Differential Equations. Vol. 1. Symmetries, Exact Solutions and Conservation Laws. Boca Raton, CRC Press, 1994. 429 p.
  • Рахмелевич И. В. О решениях двумерного уравнения Монжа - Ампера со степенной нелинейностью по первым производным // Вестн. Томск. гос. ун-та. Матем. и мех. 2016. № 4(42). С. 33-43. DOI: 10.17223/19988621/42/4.
  • Galaktionov V. A., Svirshchevskii S. R. Exact Solutions and Invariant Subspaces of Nonlinear Partial Differential Equations in Mechanics and Physics. Boca Raton: Chapman and Hall/CRC Press, 2006.
  • Gutierres C. E. The Monge - Ampere Equation. Boston: Birkhauser, 2001.
  • Taylor M. E. Partial Differential Equations III. Nonlinear Equations. N.Y.: Springer-Verlag, 1996.
  • Полянин А. Д., Журов А. И. Методы разделения переменных и точные решения нелинейных уравнений математической физики. М.: Изд-во ИПМех РАН, 2020. 384 с.
  • Фаддеев Д. К., Соминский И. С. Сборник задач по высшей алгебре. М.: Наука, 1977. 288 с.
Еще
Статья научная