Краевые задачи. Методы решения А.Ю.Виноградова. Включая жесткие краевые задачиРефераты >> Математика >> Краевые задачи. Методы решения А.Ю.Виноградова. Включая жесткие краевые задачи
Кстати, в приведенной выше формуле осреднению может подвергаться не только матрица А: A=А(х) коэффициентов системы дифференциальных уравнений, но и векторF(t) может рассматриваться на подучастке (x- x) приближенно в виде постоянной величины F(х)=constant, что позволят вынести его из под знака интеграла, что приводит к совсем простому ряду для вычислений на рассматриваемом подучастке.
То есть все приведенные выше методы Алексея Юрьевича Виноградова очень удачно встраиваются в современную тенденцию высокоскоростных «параллельных вычислений».
J
18. 23 августа 2011: Вычисление вектора частного решения неоднородной системы дифференциальных уравнений.
Вычисление вектора частного решения неоднородной системы дифференциальных уравнений производиться при помощи представления матрицы Коши под знаком интеграла в виде ряда и интегрирования этого ряда поэлементно:
Эта формула справедлива для случая системы дифференциальных уравнений с постоянной матрицей коэффициентов =const.
Для случая дифференциальных уравнений с переменными коэффициентами в приведенной выше формуле для каждого участка может использоваться осредненная матрица коэффициентов системы дифференциальных уравнений.
Рассмотрим вариант, когда шаги интервала интегрирования выбираются достаточно малыми, что позволяет рассматривать вектор на участке приближенно в виде постоянной величины , что позволяет вынести этот вектор из под знаков интегралов:
Известно, что при T=(at+b) имеем
В нашем случае имеем
Тогда получаем .
Тогда получаем ряд для вычисления вектора частного решения неоднородной системы дифференциальных уравнений на малом участке :
19. 02 октября 2011: Авторство.
Мой метод - метод Алексея Юрьевича Виноградова «переноса краевых условий» первоначально был опубликован в Межвузовском сборнике МИРЭА (кажется в 1995 году). МИРЭА это Московский институт радиотехники, электроники и автоматики. Точное название и год выхода статьи можно посмотреть в Ленинской библиотеке в списке литературы моей диссертации. Там у меня только одна статья в МИРЭА. К сожалению, на руках у меня нет экземпляра моей кандидатской диссертации, поэтому не могу привести точное название статьи, но называется она, кажется, что-то вроде «Метод приведения краевых задач к задаче Коши».
13 мая 2011 нашел я в интернете случайно свою старую статью по начальным векторам, в которой я первоначально предложил ортонормировать краевые условия: Вычисление начальных векторов для численного решения краевых задач, А. Ю. Виноградов «Ж. вычисл. матем. и матем. физ.», 1995, 35:1, 156–159. Теперь я эту статью положил на свой сайт www.VinogradovAlexei.narod.ru.
После защиты своей кандидатской диссертации в 1996 году я совсем бросил заниматься наукой и с 1996 года по 2005 год совсем не занимался математикой. И после 1996 года мой отец (доктор физико-математических наук профессор МГТУ имени Баумана Виноградов Юрий Иванович) уже без моего ведома публиковал эти материалы теперь уже как наш совместный с ним метод. Включая, например, публикацию в Докладах Академии наук: А.Ю.Виноградов, Ю.И.Виноградов, Метод переноса краевых условий функциями Коши-Крылова для жестких линейных обыкновенных дифференциальных уравнений. // ДАН. – М.: 2000, т. 373, №4, с. 474-476.
Алексей Юрьевич Виноградов
Кандидат физико-математических наук (1996 года защиты)
Дата рождения: 12 апреля 1970 (а то в интернете много моих полных тезок)
Мои сайты по методам решения краевых задач в интернете:
www.vinogradov-design.narod.ru/math.html
www.vinogradov-best.narod.ru
www.AlexeiVinogradov.narod.ru www.VinogradovAlexei.narod.ru
www.Vinogradov-Alexei.narod.ru www.Vinogradov-Math.narod.ru
20.1. 27 ноября 2011: Метод решения жестких краевых задач без ортонормирования – метод сопряжения участков, выраженных матричными экспонентами –
метод д.ф.-м.н. Юрия Ивановича Виноградова и к.ф.-м.н. Алексея Юрьевича Виноградова.
Этот метод проверен компьютерными расчетами.
Разделим интервал интегрирования краевой задачи, например, на 3 участка. Будем иметь точки (узлы), включая края:
.
Имеем краевые условия в виде:
Можем записать матричные уравнения сопряжения участков:
,
,
.
Это мы можем переписать в виде, более удобном для нас далее:
,
,
.
где - единичная матрица.
Тогда в объединенном матричном виде получаем систему линейных алгебраических уравнений в следующей форме:
.
Эта система решается методом Гаусса с выделением главного элемента.