Сходимость метода Фурье, связанного с ортогональными сплайнами

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Применение теории ортогональных сплайнов, созданной автором данной статьи и получившей развитие в последние тридцать лет, привело к существенному прогрессу в алгоритмах ряда численных и аналитических методов механики деформируемого твердого тела и математической физики. В частности, обобщенный метод Фурье, связанный с использованием конечных рядов Фурье и ортогональных сплайнов, был успешно применен ранее автором данной статьи при решении параболических начально-краевых задач для областей с криволинейными границами. В данной статье предлагается дальнейшее развитие и новое всестороннее исследование алгоритма этого метода Фурье, предназначенного для решения параболических начально-краевых задач в неканонических областях. Этот метод дает приближенные аналитические решения в виде конечного ряда Фурье, структура которого аналогична структуре частных сумм бесконечного ряда Фурье точного решения. Полное исследование сходимости этого метода, представленное в данной статье, основано на теории конечно-разностных методов. По мере увеличения числа узлов сетки в области такие конечные ряды Фурье приближаются к точному решению параболической начально-краевой задачи. Исследование сходимости показывает эффективность нового алгоритма обобщенного метода Фурье при решении параболических начально-краевых задач для неканонических областей.

Об авторах

Виктор Леонтьевич Леонтьев

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: leontiev_vl@spbstu.ru
ORCID iD: 0000-0002-8669-1919

доктор физико-математических наук, профессор Научно-исследовательского центра передовых цифровых технологий мирового уровня 

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Leontiev V. L. Fourier method related with orthogonal splines in parabolic initial boundary value problem for domain with curvilinear boundary // Ufa Mathematical Journal. 2022. Vol. 14, no. 2. pp. 56–66. DOI: https://doi.org/10.13108/2022-14-2-56
  2. Гасымов Э. А., Гусейнова А. О., Гасанова У. Н. Применение обобщенного метода разделения переменных к решению смешанных задач с нерегулярными граничными условиями // Журнал вычислит. матем. и матем. физики. 2016. Т. 56, № 7. С. 1335–1339. DOI: https://doi.org/10.7868/S0044466916070073
  3. Савичев И. С., Чернышев А. Д. Применение метода угловых суперпозиций для решения контактной задачи о сжатии упругого цилиндра // Изв. РАН. МТТ. 2009. № 3. С. 151–162. DOI: https://doi.org/10.3103/S0025654409030157
  4. Малов Ю. И., Мартинсон Л. К., Павлов К. Б. Решение некоторых смешанных краевых задач гидродинамики проводящих сред методом разделения переменных // Журнал вычислит. матем. и матем. физики. 1972. Т. 12, № 3. С. 627–638. DOI: https://doi.org/10.1016/0041-5553(72)90035-3
  5. Исраилов М. Ш. Дифракция акустических и упругих волн на полуплоскости при разнотипных граничных условиях // Изв. РАН. МТТ. 2013. № 3. С. 121–134. DOI: https://doi.org/10.3103/S0025654413030102
  6. Majeed A. Yousif, Juan L. G. Guirao, Pshtiwan Othman Mohammed, Nejmeddine Chorfi, D. Baleanu. A computational study of time-fractional gas dynamics models by means of conformable finite difference method // AIMS Mathematics. 2024. Vol. 9, № 7. Pp. 19843–19858. DOI: https://doi.org/10.3934/math.2024969
  7. LeVeque R. J. Finite difference methods for ordinary and partial differential equations: steady-state and time-dependent problems. SIAM, Society for Industrial and Applied Mathematics. 2007. 356 p.
  8. Finite Difference Methods. Theory and Applications. 7th International Conference. Lozenetz, Bulgaria, 11–16 June 2018. 701 p. DOI: http://doi.org/10.1007/978-3-030-11539-5
  9. Ivanov D. Kh, Vabishchevich P. N. Iterative Process for Numerical Recovering the Lowest Order Space-Wise Coefficient in Parabolic Equations // Finite Difference Methods. Theory and Applications. 7th International Conference. Lozenetz, Bulgaria, 11–16 June 2018. Pp. 289–296. DOI: http://doi.org/10.1007/978-3-030-11539-5_32
  10. Стренг Г., Фикс Дж. Теория метода конечных элементов. М: Мир. 1977. 349 c.
  11. Ping Li. A Fourier series model and parametric study for single person three-way continuous walking load // Transactions on Computer Science and Intelligent Systems Research. 2024. vol. 4. DOI: crossref https://doi.org/10.62051/a32pct74
  12. Amadi Hachimenum N., Uwho Kingsley O., Kornom Dennis M. Modelling of Electrical Cable Parameters and Fault Detection using Fourier Series // Journal of Recent Trends in Electrical Power System. 2024. Vol. 7, № 2. Pp. 44–56. DOI: https://doi.org/10.5281/zenodo.11096455
  13. Voronin G. F., Degtyarev S. A. Spline-approximation of thermodynamic properties of solutions // Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. 1982. Vol. 6, № 3. Pp. 217–227.
  14. Leontiev V. L. Orthogonal Splines in Approximation of Functions // Mathematics and Statistics. 2020. Vol. 8, № 2. pp. 167–172. DOI: https://doi.org/10.13189/ms.2020.080212
  15. Леонтьев В. Л. Ортогональные сплайны и специальные функции в методах вычислительной механики и математики. Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. 2021. 466 c.
  16. Волков Е. А. Численные методы. М.: Наука. 1982. 256 c.
  17. Годунов С. К., Рябенький В. С. Разностные схемы. М.: Наука. 1977. 440 c.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Леонтьев В.Л., 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».