Об устойчивости приближенного решения задачи Коши для некоторых интегродифференциальных уравнений первого порядка
- Авторы: Вабищевич П.Н.1,2
-
Учреждения:
- ИБРАЭ РАН
- СКФУ, Северо-Кавказский центр математических исследований
- Выпуск: Том 63, № 2 (2023)
- Страницы: 328-335
- Раздел: МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
- URL: https://permmedjournal.ru/0044-4669/article/view/664897
- DOI: https://doi.org/10.31857/S004446692302014X
- EDN: https://elibrary.ru/BRJQJC
- ID: 664897
Цитировать
Аннотация
Рассматривается задача Коши для эволюционного уравнения первого порядка с памятью в конечномерном банаховом пространстве с производной по времени интегрального члена типа Вольтера и разностным ядром. Принципиальные трудности приближенного решения таких задач порождены нелокальностью по времени, когда решение на текущий момент зависит от всей предыстории. Используется трансформация интегродифференциального уравнения первого порядка к системе эволюционных локальных уравнений при аппроксимации разностного ядра суммой экспонент. Для слабосвязанной системы локальных уравнений с дополнительными обыкновенными дифференциальными уравнениями получены оценки устойчивости решения по начальным данным и правой части для решения с привлечением понятия логарифмической нормы. Аналогичные оценки установлены для приближенного решения при использовании двухслойных аппроксимаций по времени. Библ. 22.
Об авторах
П. Н. Вабищевич
ИБРАЭ РАН; СКФУ,Северо-Кавказский центр математических исследований
Автор, ответственный за переписку.
Email: vabishchevich@gmail.com
Россия, 115191, Москва, Б.Тульская ул., 52; Россия, 355017, Ставрополь, ул. Пушкина, 1
Список литературы
- Gripenberg G., Londen S.-O., Staffans O. Volterra Integral and Functional Equations. Cambridge: Springer, 1990.
- Prüss J. Evolutionary Integral Equations and Applications. Basel: Springer, 1993.
- Kochubei A.N. General fractional calculus, evolution equations, and renewal processes // Integral Equations and Operator Theory. 2011. V. 71. № 4. P. 583–600.
- Chen C., Shih T. Finite Element Methods for Integrodifferential Equations. Singapore: World Scientific, 1998.
- Samarskii A.A. The Theory of Difference Schemes. New York: Marcel Dekker, 2001.
- Самарский А.А., Гулин А.В. Устойчивость разностных схем. М.: Наука, 1973.
- Luchko Y., Yamamoto Y. The general fractional derivative and related fractional differential equations // Mathematics. 2020. V. 8. № 2115. P. 1–20.
- Вабищевич П.Н. Численные методы решения нестационарных задач. М.: ЛЕНАНД, 2021.
- Вабищевич П.Н. Монотонные схемы для задач конвекции-диффузии с конвективным переносом в различной форме // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2021. Т. 61. № 1. С. 95–107.
- Linz P. Analytical and Numerical Methods for Volterra Equations. Philadelphia: Springer, 1985.
- Vabishchevich P.N. Numerical solution of the Cauchy problem for Volterra integrodifferential equations with difference kernels // Applied Numerical Mathematics. 2022. V. 174. P. 177–190.
- Vabishchevich P.N. Numerical solution of the heat conduction problem with memory // Computers and Mathematics with Applications. 2022. № 2022.05.020 P. 1–7.
- Joseph D.D., Preziosi L. Heat waves // Reviews of Modern Physics. 1989. V. 61. № 1. P. 1–41.
- Straughan B. Heat Waves. Berlin: Springer, 2011.
- Gurtin M.E., Pipkin A.C. A general theory of heat conduction with finite wave speeds // Archive for Rational Mechanics and Analysis. 1968. V. 31. № 2. P. 113–126.
- Nunziato J.W. On heat conduction in materials with memory // Quarterly of Applied Mathematics. 1971. V. 29. № 2. P. 187–204.
- Лозинский С.М. Оценка погрешности численного интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений. I // Изв. вузов. Математика. 1958. № 5. С. 52–90.
- Dekker K., Verwer J.G. Stability of Runge-Kutta Methods for Stiff Nonlinear Differential Equations. Amsterdam: North-Holland, 1984.
- McLean W., Thomee V., Wahlbin L.B. Discretization with variable time steps of an evolution equation with a positive- type memory term // J. of Computational and Applied Mathematics. 1996. V. 69. № 1. P. 49–69.
- Halanay A. On the asymptotic behavior of the solutions of an integro-differential equation // J. of Mathematical Analysis and Applications. 1965. V. 10. № 2. P. 319–324.
- Söderlind G. The logarithmic norm. History and modern theory // BIT Numerical Mathematics. 2006. V. 46. № 3. P. 631–652.
- Pachpatte B.G. Inequalities for differential and integral equations. San Diego: Academic Press, 1998.
Дополнительные файлы
