Главная > АСИМПТОТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕЛИНЕЙНОЙ МЕХАНИКИ (Н. Н.МОИСЕЕВ)
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Пред.
След.
Макеты страниц

Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше

Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике

Метод построения асимптотических рядов, которые дают приближенное решение системы (4.1), опирался на разложение в ряд функций $X$ и $Y$, и следовательно, при его реализации предполагалось, что эти функции имеют производные нужных порядков. Окончательный результат формулировался при этом в форме интегралов. Поэтому, естественно, возникает вопрос о том, насколько необходимы введенные ограничения (поскольку они были связаны с самим методом построения решения, а не с окончательным результатом). Может быть, предположения о дифференцируемости функций $X$ и $Y$ являются лишними? Действительно, оказывается, что приближенное решение может быть построено без использования операций дифференцирования. Для этого надо только вместо разложения в ряды использовать метод последовательных приближений.

Рассмотрим снова систему. (4.1), но преобразование запишем теперь в форме
\[
\left.\begin{array}{l}
x=\bar{x}+\varepsilon u(\bar{x}, \bar{y}, \varepsilon) \\
y=\bar{y}+\varepsilon v(\bar{x}, \bar{y}, \varepsilon) .
\end{array}\right\}
\]

Точно так же уравнения для $\bar{x}$ и $\dot{\bar{y}}$, которые мы хотим получить, будем писать в форме
\[
\left.\begin{array}{rl}
\dot{\bar{x}} & =\boldsymbol{\varepsilon} A(\bar{x}, \varepsilon), \\
\dot{\bar{y}} & =\omega(\bar{x})+\varepsilon B(\bar{x}, \varepsilon) .
\end{array}\right\}
\]

Подставим теперь выражения (4.32) и (4.31) в систему (4.1); сокращая $\varepsilon$, будем иметь
\[
\left.\begin{array}{r}
A(\bar{x}, \varepsilon)+\varepsilon \frac{\partial u}{\partial \bar{x}} A(\bar{x}, \varepsilon)+\frac{\partial u}{\partial \bar{y}}(\omega(\bar{x})+\varepsilon B(\bar{x}, \bar{y}))= \\
=X(\bar{x}+\varepsilon u, \bar{y}+\varepsilon v ; \varepsilon), \\
\omega(\bar{x})+\varepsilon B(\bar{x}, \varepsilon)+\varepsilon^{2} \frac{\partial v}{\partial \bar{x}} A(\bar{x}, \varepsilon)+ \\
+\varepsilon \frac{\partial v}{\partial \bar{y}}(\omega(\bar{x})+\varepsilon B(\bar{x}, \bar{y}))=\omega(\bar{x}+\varepsilon u)+ \\
+\varepsilon \bar{Y}(\bar{x}+\varepsilon u, \bar{y}+\varepsilon v, \varepsilon) .
\end{array}\right\}
\]

Систему уравнений (4.34) будем изучать методом последовательных приближений, используя для этого следующую итерационную схему:
\[
\left.\begin{array}{l}
\frac{\partial u^{(k)}}{\partial \bar{y}} \omega(\bar{x})=g_{k}-A^{(k)}, \\
\frac{\partial v^{(k)}}{\partial \bar{y}} \omega(\bar{x})=h_{k}-B^{(k)},
\end{array}\right\}
\]

где
\[
\begin{array}{c}
g_{k}=X\left(\bar{x}+\varepsilon u^{(k-1)}, \bar{y}+\varepsilon v^{(k-1)}, \varepsilon\right)-\varepsilon \frac{\partial u^{(k-1)}}{\partial \bar{x}} A^{(k-1)}-\varepsilon \frac{\partial u^{(k-1)}}{\partial \bar{y}} B^{(k-1)}, \\
h_{k}=\frac{\omega\left(\bar{x}+\varepsilon u^{(k-1)}\right)-\omega(\bar{x})}{\varepsilon}+Y\left(\bar{x}+\varepsilon u^{(k-1)}, \bar{y}+\varepsilon v^{(k-1)}, \varepsilon\right)- \\
-\varepsilon \frac{\partial v^{(k-1)}}{\partial \bar{x}} A^{(k-1)}-\varepsilon \frac{\partial v^{(k-1)}}{\partial \bar{y}} B^{(k-1)} .
\end{array}
\]

Система (4.35) совершенно аналогична системе (4.5). Следовательно, повторяя рассуждения, мы снова придем к формулам (4.9).

Если функции $X$ и $Y$ достаточное количество раз дифференцируемы, то решение, которое при этом получается, отличается от решения, которое было найдено выше, только малыми более высокого порядка. Однако в отличие от метода построения, изложенного выше, данный метод имеет то преимущество, что он не требует дифференцируемости функций $X$ и $Y$ и применим, вообще говоря, к уравнениям даже с разрывными правыми частями.

Categories

1
Оглавление
email@scask.ru