О функционале гауссовой кривизны в классе поверхностей положительной гауссовой кривизны
Автор: Щербаков Е.А., Щербаков М.Е.
Журнал: Математическая физика и компьютерное моделирование @mpcm-jvolsu
Рубрика: Математика и механика
Статья в выпуске: 3 т.27, 2024 года.
Бесплатный доступ
В работе устанавливается вид функционала гауссовой кривизны, определенного на классе бесконечно дифференцируемых горизонтальных поверхностей положительной гауссовой кривизны. Относительно таких поверхностей предполагается, что они допускают глобальную полугеодезическую параметризацию. В работе доказывается, что первая вариация функционала на классе вариаций допустимых поверхностей, у которых возможны связи между коэффициентами первой квадратичной формы и их геодезическими линиями, аналогичные осесимметричному случаю, определяется гауссовой кривизной варьируемой поверхности.
Гауссова кривизна, функционал гауссовой кривизны, глобальная полугеодезическая параметризация, квазиконформные отображения, уравнение монжа - ампера, геодезическая линия, уравнение средней кривизны
Короткий адрес: https://sciup.org/149146560
IDR: 149146560 | УДК: 514.8 | DOI: 10.15688/mpcm.jvolsu.2024.3.5
On the Gaussian curvature functional in the class of surfaces of positive Gaussian curvature
The paper establishes the form of the Gaussian curvature functional defined on the class of infinitely differentiable horizontal surfaces of positive Gaussian curvature. With respect to admissible surfaces, it is assumed that they admit a global semi-geodetic parametrization. The paper proves that the first variation of the functional on the class of variations of admissible surfaces admitting connections between the coefficients of the first quadratic form and their geodesic lines similar to the axisymmetric case is determined by the Gaussian curvature of the varied surface. The considerations of the type are closely connected with the problems of the study of the equilibrium forms having one of the main curvatures sufficiently small. In this case, the classical Laplace formula fails. Thus, there appear a necessity to take into account more subtle processes leading to the adequate description of the equilibrium state of the two-phased system. In particular, it is quite natural to introduce into the study an intermediate layer consisting of the molecules of the two different phases, one of the Maxwell’s ideas. The calculations of the work spended by the pressure forces for the formation of intermediate layer leads us to the necessity to introduce Gauss functional into consideration. Linear combination of mean curvature and gaussian curvature functionals gives possibility to construct variational solution of generalized Laplace equation.
Список литературы О функционале гауссовой кривизны в классе поверхностей положительной гауссовой кривизны
- Векуа, И. Н. Обобщенные аналитические функции / И. Н. Векуа. - М.: Наука, 1988. - 509 c.
- Коровкин, В. П. Анализ связи капиллярного и расклинивающего давления / В. П. Коровкин, Г. В. Секриеру, Ф. М. Сажин // Математические исследования. - 1989. - Т. 108. - C. 27-32.
- Щербаков, М. Е. О союзном функционале гауссовой кривизны и равновесных формах жидких капель / М. Е. Щербаков // Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества. - 2019. - Т. 16, № 1. - C. 6-12. -. DOI: 10.31429/vestnik-16-1-6-12 EDN: VXILJM
- Figalli, A. The Monge-Amp'ere Equation and Its Applications / A. Figalli. - Z‥urich: EMS Press, 2017. - 200 p. -. DOI: 10.4171/170
- Finn, R. Equilibrium Capillary Surfaces / R. Finn. - New York: Springer, 1986. - 310 p.
- Klyachin, A. A. Visualization of Stability and Calculation of the Shape of the Equilibrium Capillary Surface / A. A. Klyachin, V. A. Klyachin, E. G. Grigorieva // Scientific Visualization. - 2016. - Vol. 8, № 2. - P. 37-52. EDN: WHBCLB
- Maxwell, J. C. Capillary Action / J. C. Maxwell, J. W. Strutt // Encyclopedia Britannica. - New York, 1876. - Vol. 8. - P. 56-71.
- Nirenberg, L. Lectures on Differential Equations and Differential Geometry / L. Nirenberg. - Beijing: Higher Education Press, 2018. - 174 p.
- Shcherbakov, E. A. Equilibrium State of a Pending Drop with Inter-Phase Layer / E. A. Shcherbakov // Zeitschrift f ‥ur Analysis und ihre Anwendungen. - 2012. - Vol. 31. - P. 1-15. EDN: PDMGFN
- Shcherbakov, E. A. On Equilibrium of the Pendant Drop Taking into Account the Flexural Rigidity of Intermediate Layer / E. A. Shcherbakov, M. E. Shcherbakov // Doklady Physics. - 2012. - Vol. 53, № 6. - P. 243-244.