Summary_ (Исследование некоторых типов дифференциальных уравнений с сильной нелинейностью), страница 3

PDF-файл Summary_ (Исследование некоторых типов дифференциальных уравнений с сильной нелинейностью), страница 3 Физико-математические науки (42068): Диссертация - Аспирантура и докторантураSummary_ (Исследование некоторых типов дифференциальных уравнений с сильной нелинейностью) - PDF, страница 3 (42068) - СтудИзба2019-05-20СтудИзба

Описание файла

Файл "Summary_" внутри архива находится в папке "Исследование некоторых типов дифференциальных уравнений с сильной нелинейностью". PDF-файл из архива "Исследование некоторых типов дифференциальных уравнений с сильной нелинейностью", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физико-математические науки" из Аспирантура и докторантура, которые можно найти в файловом архиве НИУ ВШЭ. Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ ВШЭ, его также можно найти и в других разделах. , а ещё этот архив представляет собой докторскую диссертацию, поэтому ещё представлен в разделе всех диссертаций на соискание учёной степени доктора физико-математических наук.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 3 страницы из PDF

A particular solution to the Navier-Stokes equations exponentially tending to zerofor large values of the radial coordinateLet us turn to the Navier-Stokes equations (6)-(9) in the considered axially symmetriccase and seek a particular solution to these equations in the form  A(t , r ) / r 2 ,   B(t , r ) / r 2 ,   C (t , r ) z / r 2 , q  q(t , r ) .(40)Then Eqs. (6)-(9) giveC  rBr ,At  (  B) Ae / r Arr  0 ,(41)Bt  B( Br  B / r ) / r  A2 / r 2  ( Brr  Br / r )  rqr ,(42)Brr  (  B)( Brr  Br / r ) / r  Br 2 / r  Btr  0 .(43)Let us now use the following dimensionless variables and functions:  (V* / l* )t ,   (r / l* ) 2 , P( , )  A(t , r ) / , Q( , )  B(t , r ) / ,S ( , )  (q r / r )(l* / V* ) 2 ,(44)where V* is the average absolute value of the fluid velocity and l* is its characteristicdimension.

Then Eqs. (41)-(43) give4P  2QP  Re P  0, Re  V*l* / , P  P( , ) ,(45)Re Q  4Q  Q(2Q  Q /  )  P 2 /   Re 2 S ( , ) , Q  Q( , ) ,(46)4(Q  Q )  2(QQ  Q 2 )  Re Q  0 ,(47)where Re is the Reynolds number.Consider Eq. (47) and seek its particular solution in the formQ  Ke f ( ) ,   Re  , K  const .(48)Then from (47) we find(4 f 2  f )(1  f )  0 .From (49) we come to the equationf  4 f 2 ,(49)f  f ( ) ,(50)1,4(51)which gives the following solution:f singular at the initial time t  0 .From (48) and (51) we find the following solution toEq. (47): Q  K exp   Re  .4 (52)12As to Eq. (46), it allows one to find the function S ( , ) which determines the distributionof the pressure in a fluid.Let us turn to Eq.

(45) and seek its solution in the formP  P( ),   Re.4(53)Substituting (52) and (53) into Eq. (45), we obtainP( )  (  12 Ke  ) P( )  0 .(54)From this equation we come to the solutionP( )  M exp    12 KEi(  ) , Ei( x)  x sesds ,(55)where M  const and Ei( x) is the exponential integral.From (55) we find the function P( ) of the formP  M  exp    12 KEi ( ) d ,(56)which exponentially tends to zero as r   .Let us determine the velocity components of the fluid. As follows from (44), (52) и (53),A  P( ), B  Ke  ,(57)where, taking into account the expression for the Reynolds number in (45),r2  Re .4 4t(58)From (41), (57) and (58) we also find the expression for the function С:r 2 e .2tApplying now formulas (57) and (59), from (5) and (40) we findC  rBr  Kv1 2 P( ) y  Ke  x,v2 2P( ) x  Ke  y ,rrwhere the function P( ) is determined by formula (56).(59)v3  Ke z,2t(60)Expressions (60) exponentially tend to zero for large values of the radial coordinate.The obtained solution satisfies the following initial and boundary conditions:1) vi  0 when t  0 and r  0 ;(61)2) rvi  0, r  , i  1, 2, 3 .(62)It describes a fluid which was initially at rest and which at t  0 was under the action of asource of pressure situated at the axis r  0 .1.5.

A particular solution to the Navier-Stokes equations for a liquid with cavitationLet us seek solution to the Navier-Stokes equations (6)-(9) in the form13A,  Fz,  Fr,r(63)r2r2where A  A(t , r, z ) and F  F (t , r , z ) are some differentiable functions.Then Eq. (6) is identically fulfilled..We will further assume that the potential   0 . Then the substitution of expressions(63) for  ,  ,  into Eqs.

(7)-(9) givesAt  ( Ar Fz  Az Fr ) / r  ( Arr  Ar / r  Azz )  0 ,Ftz  ( Fr Fzz  Fz Frz ) / r  ( A 2  Fz 2 ) / r 2   ( Frrz  Frz / r  Fzzz ) (64)1Ftr  ( Fr Frz  Fz Frr ) / r  Fr Fz / r 2   ( Frrr  Frr / r  Fr / r 2  Frzz )  rpr ,1(65)rp z . (66)Let us choose the variable   r 2 instead of r. Then the functions p, A and F can berepresented asp  p(t , , z ), A  A(t , , z ), F  F (t , , z),   r 2 .(67)Substituting expressions (67) into Eqs. (64)-(66), we come to the following equations:At  2( A Fz  Az F )  (4A  Azz )  0 ,(68)Ftz  2( F Fzz  Fz Fz )  ( A2  Fz 2 ) /   (4Fz  Fzzz )  (2 /  )p , (69)Ft  2( F Fz  Fz F )  (4F  4F  Fzz )  (1 /  ) p z / 2 .Let us seek particular solutions to Eqs.

(68)-(70) in the formp  p(t , ), A(t , , z)  F (t , , z),   const  0 .(70)(71)Then substituting the expression for A in (71) into Eq. (68), we obtainFt  (4F  Fzz )  0 .(72)After differentiation of this equation with regard to z and  , we findFtz  (4Fz  Fzzz )  0, Ft  (4F  4F  Fzz )  0(73)The substitution of equalities (71) and (73) into Eqs. (69) and (70) results in theequations2( F Fzz  Fz Fz )  (2 F 2  Fz 2 ) /   (2 /  )p ,(74)F Fz  Fz F  0 .(75)Thus, we come to the three equations (72), (74) and (75).Let us seek their particular solutions in the formF  U (t , ) sin(z   ),   const ,(76)where U (t , ) is some differentiable function.Substituting expression (76) into Eqs.

(72), (74) and (75), we obtainU t  (4U  2U )  0 ,(77)14(2 /  )p  2U (2U  U /  ) ,(78)U 2  UU  0 .(79)Consider Eq. (78). From it we find22  (U ) U 2 2 2p   2 U /  .2  2(80)Taking into account (71) and relation   r 2 in (67), from Eq. (80) we come to thefollowing expression for the pressure p:p  p* (t ) 2U 22r 2,(81)where p* (t ) is some continuous and positive function.Consider now Eq.

(79). It can be rewritten asU / U  U / U ,U  U (t , ) .(82)Integrating this equation with respect to the variable  , we findU  h(t ) exp  f (t )  ,(83)where f (t ) and h(t ) are arbitrary functions.Let us substitute expression (83) for the function U (t , ) into Eq. (77). Then we obtainh  hf h(4f 2  2 )  0 .(84)h  2h  0,(85)From this equation we findf  4f 2 .Equations (85) give1, h0  const ,4twhere t  0 corresponds to the singularity of the function f (t ) .h  h0 exp( 2t ),f (86)As a result we obtainr 2 ,U  h0 exp   2t 4tr 2 F  h0 exp   2t sin(z   ),4t(87)A  F .(88)Using formulas (5), (63) and (88), we come to the following formulas for the componentsvi of the vector of velocity:v1  h0r2r 2 ,[sin(z   ) y  cos(z   ) x] exp   2t 4t(89)15v2 h0r2r 2 ,[sin(z   ) x  cos(z   ) y ] exp   2t 4t (90)h0r 2 .sin(z   ) exp   2t 2t4t (91)v3  Formulas (81) and (87) givep  p* (t ) 2 h022r 2r 2 ,exp   22t 2t(92)where p* (t ) can be arbitrary positive function.The obtain solution has the following properties for t  0 :1) The functions vi exponentially tend to zero as r   and as t  and   0 , they have sinusoidal dependence on the coordinate z.2) When t  0  and r  0 , the functions vi tend to zero.3) As follows from (92), the function p   as r  0 .

This implies that the radialcoordinate r should be positive in order to have the pressure p positive in the consideredliquid. Moreover, the coordinate r for its points should satisfy the inequality r  r0 (t )  0 .Here the values r  r0 (t ) correspond to a sufficiently small value of the pressure p in a liquidbelow which the phenomenon of cavitation occurs.

In this case, the process of rupturing aliquid and forming a vapor-filled cavity in it takes place.Therefore, the obtained solution (89)-(92) is applicable to the region occupied by a liquidand satisfying the inequality r  r0 (t )  0 . As to the region r  r0 (t ) , it corresponds to thecavity filled by the vapor of this liquid.From (92) we find that the function r0 (t ) should satisfy the equalityp* (t ) 2  22t  r0 (t )   pcav ,exp2t 2r02 (t )2 h02(93)where pcav is the small positive pressure below which cavitation occurs in a liquid. Thevalue pcav is equal to the saturated vapor pressure in a liquid.Consider t  0 and assume that p* (t )  pcav .

Then Eq. (93) has a solution r0 (t )  0since the function p in (92) becomes larger than pcav for sufficiently large r and smaller thanpcav for sufficiently small r. Moreover, the positive function r0 (t ) satisfying Eq. (93) isunique since expression (92) is an increasing function of r for any t  0 .As an analysis shows, the function r0 (t ) has the following asymptotic behavior:r0 (t )  O t ln(1 / t ) , t  0 and hence r0 (0)  0 and(94)16r0 (t ) 2( p* ()  pcav )h0 exp( 2t ), t   .(95)2. New classes of solutions to the classical Yang-Mills equations2.1. Stationary spherically symmetric solution to the Yang-Mills equationsLet us turn to the Yang-Mills equations with SU(2) symmetry which play an importantroleс in the quantum theory of physical fields. They can be represented in the form3  F k ,  g klm F l , Am  (4 / c) J k , ,(96)F k ,    Ak ,   Ak ,  g klm Al , Am, ,(97)where  ,  0,1, 2,3 , k , l , m  1, 2,3 , Ak , , F k , are potentials and strengths of a YangMills field,  klm is the antisymmetric tensor, 123  1 , g is the constant of electroweakinteractions and J k , are three 4-vectors of current densities.Consider Eqs.

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5231
Авторов
на СтудИзбе
424
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее