Обратная задача для уравнения теплопроводности с двумя неизвестными коэффициентами
Автор: Ишмеев Марат Рашидович
Журнал: Владикавказский математический журнал @vmj-ru
Статья в выпуске: 4 т.25, 2023 года.
Бесплатный доступ
В работе решена задача об одновременном восстановлении коэффициента температуропроводности и быстро осциллирующего по времени коэффициента при источнике в одномерной начально-краевой задаче с краевыми условиями Дирихле и неоднородным начальным условием для уравнения теплопроводности по некоторым сведениям о частичной асимптотике его решения. Показано, что коэффициенты можно восстановить по определенным данным о неполной асимптотике решения. Предварительно построена и обоснована асимптотика решения исходной начально-краевой задачи. Cтатья стимулирована работами А. М. Денисова, в которых исследован ряд различных обратных коэффициентных задач для параболических уравнений, но при этом не рассматриваются высокочастотные осцилляции. Работа также продолжает исследования, начатые в работах В. Б. Левенштама и его учеников, в которых впервые рассмотрены обратные задачи для параболических уравнений с высокочастотными коэффициентами и разработана методика решения подобных задач. В отличие от последних, где неизвестной предполагалась только функция источника или же отдельные ее сомножители, в текущей работе мы предполагаем неизвестными одновременно коэффициент температуропроводности и один из сомножителей источника. Отметим, что задачи с быстро осциллирующими по времени данными моделируют ряд физических явлений и процессов, связанных с высокочастотными воздействиями.
Обратная задача, уравнение теплопроводности, быстро осциллирующие коэффициенты, асимптотика
Короткий адрес: https://sciup.org/143180800
IDR: 143180800 | УДК: 517.95 | DOI: 10.46698/l6995-7714-5336-s
Inverse problem for the heat equation with two unknown coefficients
In this paper, the problem of the simultaneous recovery of the thermal diffusivity coefficient and the rapidly oscillating by time source coefficient in the one-dimensional initial-boundary problem with Dirichlet boundary conditions and the inhomogeneous initial condition for the heat equation is solved using some information on the partial asymptotics of its solution. It is shown that the coefficients can be restored from certain data on the incomplete asymptotics of the solution. The asymptotics of the solution of the direct initial-boundary value problem is preliminarily constructed and substantiated. This paper was stimulated by A. M. Denisov research works, in which a number of different inverse coefficient problems for parabolic equations were investigated, but without considering high-frequency oscillations. And it also continues the research begun by V. B. Levenshtam and his students, in which inverse problems for parabolic equations with high-frequency coefficients were considered for the first time and the methodology for solving such problems was developed. In contrast to this study, where only the source function or its multiplicators are unknown, in this paper, we assume that the thermal diffusivity coefficient and the source function multiplicator are simultaneously unknown. Note that problems with rapidly oscillating in time data simulate a number of physical phenomena and processes related with high frequency impact.
Список литературы Обратная задача для уравнения теплопроводности с двумя неизвестными коэффициентами
- Денисов А. М. Введение в теорию обратных задач: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1994. 208 с.
- Денисов А. М. Обратные задачи для нелинейного одномерного стационарного уравнения теплопроводности // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2000. Т. 40, № 11. С. 1725-1738.
- Денисов А. М. Единственность и неединственность решения задачи определения источника в уравнении теплопроводности // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2016. Т. 56, № 10. С. 1754-1759. DOI: 10.7868/S0044466916100069.
- Babich P. V., Levenshtam V. B. Direct and inverse asymptotic problems high-frequency terms // Asymptotic Analysis. 2016. Vol. 97. P. 329-336. DOI: 10.3233/ASY-161356.
- Бабич П. В., Левенштам В. Б., Прика С. П. Восстановление быстро осциллирующего источника в уравнении теплопроводности по асимптотике решения // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2017. Т. 7, № 12. С. 1955-1965. DOI: 10.7868/S0044466917120079.
- Левенштам В. Б. Параболические уравнения с большим параметром. Обратные задачи // Матем. заметки. 2020. Т. 107, № 3. С. 412-425. DOI: 10.4213/mzm12245.
- Зеньковская С. М., Симоненко И. Б. О влиянии вибрации высокой частоты на возникновение конвекции // Изв. АН СССР. МЖГ. 1966. № 5. С. 51-55.
- Симоненко И. Б. Обоснование метода усреднения для задачи конвекции в поле быстро осциллирующих сил и для других параболических уравнений // Матем. сб. 1972. Т. 87 (129), № 2. С. 236-253.
- Левенштам В. Б. Метод усреднения в задаче конвекции при высокочастотных наклонных вибрациях // Сиб. матем. журн. 1996. Т. 37, № 5. С. 1103-1116.
- Левенштам В. Б. Асимптотическое разложение решения задачи о вибрационной конвекции // Журн. вычисл. матем. и матем. физ. 2000. Т. 40, № 9. С. 1416-1424.