Некоторые особенности решения уравнений гидродинамики для уединенных волн в открытом водном канале
Поступила в редакцию: 15 марта 2022 г.
В окончательной редакции: 13 мая 2022 г.
Принята к печати: 18 мая 2022 г.
Выставление онлайн: 7 июля 2022 г.
Рассмотрена возможность использования особой формы уравнения импульса для решения задачи возникновения уединенных волн (солитонов) в открытом водном канале. Показано, что используемое уравнение импульса позволяет учесть роль сил поверхностного натяжения и гравитационных сил в формировании волн. С использованием разложения уравнения неразрывности по методу Рэлея получена система дифференциальных уравнений, одно из которых является нелинейным. Рассмотрено применение метода Даламбера бегущих волн для решения нелинейного дифференциального уравнения в гидродинамической задаче распространения уединенных волн в открытом водном канале. Показано, что в отличие от теории Даламбера для линейных гиперболических уравнений, где начальные условия полностью определяют форму возникающих волн, для нелинейных уравнений форма волн определяется характером нелинейности уравнений. При этом в процессе решения сумма функций, описывающих линейные волны, распространяющиеся в противоположных направлениях, в методе Даламбера для нелинейных волн заменяется суммой нелинейных дифференциальных уравнений. Ключевые слова: солитон, открытый водный канал, поверхностное натяжение, силы гравитации, нелинейное дифференциальное уравнение, метод Даламбера.
- М. Абловиц, Х. Сигур. Солитоны, метод обратной задачи (Мир, М., 1987) [M.J. Ablowitz, H. Segur. Solitons and the Inverse Scattering Transform (SIAM, Philadelphia, 1981)]
- Р. Додд, Дж. Эйлбек, Дж. Гиббон, Х. Моррис. Солитоны и нелинейные волновые уравнения (Мир, М., 1988) [R.K. Dodd, J.C. Eilbeck, G.D. Gibbon, H.C. Morris. Solitons and Nonlinear Wave Equations (Harcort Brace Jovanovich, Publishers, London, NY., 1984)]
- Дж. Уизем. Линейные и нелинейные волны (Мир, М., 1977) [G.B. Whitham. Linear and Nonlinear Waves (Jon Wiley \& Sons, London, NY., 1974)]
- А.И. Дьяченко, В.Е. Захаров. Письма в ЖЭТФ, 81 (6), 318 (2005). [A.I. Dyachenko, V.E. Zakharov. JETP Lett., 81 (6), 318 (2005).]
- О.Е. Куркина, А.А. Куркин, Е.А. Рувинская, Е.Н. Пелиновский, Т. Соомере. Письма в ЖЭТФ, 95 (2), 98 (2012). [O.E. Kurkina, A.A. Kurkin, E.A. Ruvinskaja, E.N. Pelinovsky, T. Soomere. JETP Lett., 95 (2), 91 (2012).]
- Т.Г. Елизарова, М.А. Истомина, Н.К. Шелковников. Математическое моделирование, 24 (4), 107 (2012). [T.G. Elizarova, M.A. Istomina, N.K. Shelkovnikov. Mathem. Models and Computer Simulations, 24 (4), 107 (2012).]
- Б.М. Будак, А.А. Самарский, А.Н. Тихонов. Сборник задач по математической физике (Наука, М., 1980), с. 161
- А.Н. Волобуев. Математическое моделирование, 31 (6), 43 (2019). DOI: 10.1134/S0234087919060030 [A.N. Volobuev. Mathem. Models and Computer Simulations, 12 (1), 53 (2020).]
- Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Гидродинамика (Наука, М., 1986), т. 6
- В.Г. Левич. Курс теоретической физики (Физматгиз, М., 1962), т. 1, с. 583
- А.Н. Волобуев. Основы медицинской и биологической физики (ООО "Самарский дом печати", Самара, 2011), с. 86
- T. Педли. Гидродинамика крупных кровеносных сосудов (Мир, М., 1983) [T.J. Pedley. The Fluid Mechanics of Large Blood Vessels (Cambridge University Press, London-NY.-Rochelle-Melbourne-Sydney, 1980)]
- Lord Rayleigh (J.W. Strutt). Philos. Mag. Ser., 5 (1), 257 (1876)
- А.Н. Тихонов, А.А. Самарский. Уравнения математической физики (Наука, М., 1972), с. 50
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.