Применение вариационного метода Канторовича на примере решения двумерного нестационарного волнового уравнения

Бесплатный доступ

В работе, на примере решения двумерного нестационарного волнового уравнения, приведено описание применения процедуры прямой минимизации функционала при помощи приведения к системе обыкновенных дифференциальных уравнений. Данная процедура называется методом Канторовича. Рассмотренное волновое уравнение применяется в различных предметных областях, например, в теории упругости. Поэтому нахождение его решения представляет практический интерес. В работе проведен анализ динамики упругой мембраны при внешней гармонической сосредоточенной нагрузке. Точное определение величины прогиба прямоугольной мембраны-элемента в месте воздействия гармонической сосредоточенной нагрузки при нестационарных колебаниях, является крайне важной задачей при проектировании упругих чувствительных элементов современных микромеханических преобразователей. В предлагаемом исходном коде на языке Maple содержится множество комментариев, которые помогут понять, как можно модифицируется заданная математическая модель объекта. Кроме того, решение можно вывести в графическом виде, что позволяет достаточно легко проводить анализ на предмет его зависимости от координатных функций и их количества.

Еще

Математическая модель, обыкновенное дифференциальное неоднородное уравнение, волновое уравнение, δ-функция дирака, прямая задача, гармоническое воздействие, нестационарное воздействие, сосредоточенная нагрузка, вариационные методы, минимизация функционала, метод канторовича

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/170190875

IDR: 170190875   |   DOI: 10.24411/2500-1000-2021-1044

Список литературы Применение вариационного метода Канторовича на примере решения двумерного нестационарного волнового уравнения

  • Глазунов Ю.Т. Вариационные методы. - Москва-Ижевск: НИЦ "Регулярная и хаотическая динамика"; Институт компьютерных исследований, 2006. - 470 с.
  • Коробейников А.Г. Проектирование и исследование математических моделей в средах MATLAB и Maple. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2012. - 160 с.
  • Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю. Разработка и исследование многомерных математических моделей с использованием систем компьютерной алгебры. - СПб: НИУ ИТМО, 2014. - 100 с.
  • Коробейников А.Г., Ахапкина И.Б., Безрук Н.В., Демина Е.А., Ямщикова Н.В. Применение системы компьютерной алгебры Maple в обучении проектированию и анализу многомерных математических моделей // Информатика и образование. - 2014. -№ 253. - С. 69.
  • Гришенцев А.Ю., Гурьянов А. В., Кузнецова О. В., Шукалов А.В., Коробейников А.Г. Математическое обеспечение в системах автоматизированного проектирования. - СПб: Университет ИТМО, 2017. - 88 с.
Статья научная