Изучена математическая модель равновесия двумерного упругого тела с двумя взаимно пересекающимися трещинами. Одна из трещин предполагается прямолинейной, а вторая — криволинейной. На обеих кривых, задающих трещины, ставятся условия непроникания в виде неравенств. Проводится анализ зависимости решений семейства вариационных задач от параметра, характеризующего вариацию длины прямолинейной трещины. Доказано существование решения задачи оптимального управления. Для этой задачи функционал качества определен с помощью функционала Гриффитса, характеризующего возможность развития трещины вдоль заданной кривой. Параметр управления задает изменение длины прямолинейной трещины.
A mathematical model describing an equilibrium of cracked two-dimensional bodies with two mutually intersecting cracks is considered. One of these cracks is assumed to be straight, and the second one is described with the use of a smooth curve. Inequality type boundary conditions are imposed at the both cracks faces providing mutual non-penetration between crack faces. On the external boundary, homogeneous Dirichlet boundary conditions are imposed. We study a family of corresponding varia-tional problems which depends on the parameter describing the length of the straight crack and analyze the dependence of solutions on this parameter. Existence of the solution to the optimal control problem is proved. For this problem, the cost functional is defined by a Griffith-type functional, which characterizes a possibility of curvilinear crack propagation along the prescribed path. Meanwhile, the length parameter of the straight crack is chosen as a control parameter.

Исследовано существование левосторонних, правосторонних и двусторонних обратных матриц для так называемых гауссовых бесконечных матриц, т. е. для верхних бесконечных треугольных матриц с отличными от нуля элементами на главной диагонали. Доказано существование единственной двусторонней обратной матрицы для гауссовых матриц. Найдено явное выражение обратной матрицы для гауссовой матрицы любого порядка, в частности, и для бесконечного случая. Данное выражение удобно для его реализации на ПК, поскольку вычисления основаны на рекуррентных соотношениях. Такой подход можно распространить и для так называемых треугольных бесконечных матриц, т. е. для нижних бесконечных треугольных матриц с отличными от нуля элементами на главной диагонали. Таким образом, появляется возможность обращения бесконечной матрицы с бесконечным рангом, поскольку такие матрицы разлагаются на произведение двух матриц: треугольной и гауссовой матриц.
We study existence of the left inverse, right inverse and inverse of Gaussian infinite matrices (those are the upper infinite triangular matrices with nonzero elements on the main diagonal). The existence of a unique inverse of the Gaussian matrix is proved. Also, an explicit expression for the inverse of the Gaussian matrix of any order is found, including the infinite case. Implementation of this expression is very convenient, since calculations are based on recurrence relations. Such approach can be extended to triangular infinite matrices (those are the lower infinite triangular matrices with nonzero elements on the main diagonal). Thus, there is the possibility of inversion of an infinite matrix of infinite rank, since such matrices decompose into the product of two matrices, a triangular and a Gaussian.

Приведены серии расчетов течений в модельных руслах с поймой при помощи плановых уравнений движения воды в руслах/ в которых выделены отдельно члены, учитывающие гидравлическое трение воды об дно русла, и члены, учитывающие эффективную вязкость воды. Из серии расчетов при различном наполнении русла получаются кривые зависимости максимальной и средней скоростей в попречном сечениях от глубины. Полученные расчетные кривые сравниваются с известными экспериментальными и натуральными данными.

Книга содержит задачи по всем разделам школьного курса геометрии. Упражнения даны различной степени сложности, что поможет учителю в осуществлении индивидуального подхода к учащимся

В данном пособии содержатся задачи, способствующие систематическому углублению изучаемого материала и развитию навыков решения сложных задач, а также подготовке к вступительным экзаменам в X класс школ, гимназий и лицеев с углубленным изучением математики

Рассматривается численное моделирование термо-электрохимических процессов Li-ion аккумулятора на микроуровне. Математическая модель термоэлектрохимических процессов описывается нелинейными уравнениями для концентрации, потенциала и температуры. Область расчета состоит из трех подобластей: два электрода и электролит. На интерфейсе электродов и электролита происходит процесс интеркаляции и деинтеркаляции ионов лития, который описывается нелинейным уравнением Ботлера — Волмера. Основная сложность в численной реализации состоит в разрывности концентрации и потенциала на интерфейсе подобластей. Для учета разрывности в аппроксимации по пространству связанной системы используются смешанные конечные элементы: разрывные элементы Галеркина для концентрации, потенциала и непрерывные элементы Галеркина для температуры. Аппроксимация по времени выполнена с использованием чисто неявной схемы. Нелинейная система уравнений, полученная при аппроксимации, решается методом Ньютона.
We present a numerical simulation of thermo-electrochemical processes of a Li-ion battery. Mathematical model of thermo-electrochemical processes is described on a microscopic scale and contains nonlinear equations for concentration, potential and temperature. A Li-ion battery consists of three subdomains: two electrodes and the electrolyte. On the interface of electrodes and electrolyte there are Lithium ions intercalation and deintercalation processes which are described by the Butler—Volmer nonlinear equation. The main problem of numerical implementation is the discontinuity of concentration and potential at the interface of the subdomains. To take into account the discontinuity, we use mixed finite elements in spatial approximation of a coupled system: discontinuous Galerkin elements for concentration and potential and continuous Galerkin elements for temperature. The time approximation is performed using a fully implicit scheme. The nonlinear system of equations obtained by approximation is solved by the Newton method.

Рассмотрены задачи фильтрации в трещиноватых средах, которые необходимы при моделировании процессов извлечения углеводородного сырья из нетрадиционных коллекторов, разработки геотермальных месторождений, подземного захоронения радиоактивных отходов в водоносных коллекторах и др. Сети трещин в таких нефтяных месторождениях могут существовать на различных масштабах, а также различаться природой их возникновения. В данной статье рассмотрена математическая модель фильтрации жидкости в трещиноватых пористых средах, описываемая связанной системой уравнений смешанной размерности с заданием специальной функции перетока. Аппроксимация задачи строится с помощью метода конечных разностей на структурированных сетках с использованием встроенной модели трещин, что позволяет строить сетки для матрицы пористой среды независимо от сетки для трещин. Построение консервативной разностной схемы приводится для матрицы пористой среды с использованием интегро-интерполяционного метода и обобщается для связанной системы уравнений, описывающих математические модели мультиконтинуума с иерархическим представлением сети трещин. Представлены результаты численного исследования модельной двумерной задачи.
We consider filtration problems in the fractured media that are necessary when modeling the processes of extracting hydrocarbons from unconventional reservoirs, geothermal fields development, underground disposal of radioactive waste in aquifers, etc. Fracture networks in such oil pools can exist on different scales and differ in the nature of their occurrence. We discuss a mathematical model of fluid filtration in fractured porous media described by coupled equations of mixed dimension with assigning of a special flow function. The problem approximation is constructed through the finite difference method on structured grids using the embedded fracture model, which makes possible creating grids for the porous medium matrix independently of the fracture network grid. The construction of a conservative difference scheme is given for the matrix of porous medium with the use of an integro-interpolation method and generalized for coupled equations describing mathematical models of multicontinuum with hierarchical representation of fracture networks. The results of the numerical implementation of the two-dimensional model problem are presented.

Исследуется разрешимость начально-краевой задачи для линейных интегродифференциальных уравнений с заданием на боковой границе условия, связывающего значения решения или конормальной производной решения со значениями некоторого интегрального оператора от решения. Доказываются теоремы существования и единственности регулярных решений. В последнее время активно изучаются нелокальные краевые задачи для параболических и гиперболических уравнений с интегральными условиями на боковой границе, но при этом в основном рассматривается лишь случай классических уравнений второго и четвертого порядков. Начало систематических исследований нелокальных краевых задач задач нахождения периодических решений для эллиптических уравнений было положено в статье А. В. Бицадзе и А. А. Самарского (1969). Отметим также исследования для псевдопараболических и псевдогиперболических уравнений третьего порядка с интегральным условием на боковой границе. Большой вклад в развитие теории нелокальных задач для дифференциальных уравнений различных классов внесли монографии А. Л. Скубачевского (1997) и А. М. Нахушева (2006, 2012).
We study the solvability of the initial-boundary value problem for linear integro-differential equations with a lateral boundary condition correlating values of the solution or its conormal derivative with values of some integral operator on the solution. We prove existence and uniqueness theorems for regular solutions. Recently, nonlocal boundary value problems for parabolic and hyperbolic equations with integral conditions on the lateral boundary are intensively studied, primarily in the classical case of secondand fourth-order equations. The systematic study of nonlocal boundary value problems, the problems of finding periodic solutions to elliptic equations, began in the article by A. V. Bitsadze and A. A. Samarskii (1969). A great contribution to the development of the theory of nonlocal problems for differential equations of various classes was made by A. L. Skubachevsky (1997) and A. M. Nakhushev (2006, 2012).

Исследуется класс основных функций ф+ построенный по принципу пространств Лизоркина на основе смешанного преобразования Фурье - Киприянова - Катрахова. Первоначально такие классы функций, построенные на основе смешанного преобразования Фурье Бесселя, исследовались Л. Н. Ляховым. Введенные им пространства не могли учитывать "нечетные" порядки сингулярных производных. Но последние оказались принципиально необходимы в задачах определения фундаментальных решений дифференциальных уравнений (обыкновенных и в частных производных). Интегральное преобразование Киприянова - Катрахова (принадлежит классу преобразований Бесселя) приспособлено для работы с сингулярным дифференциальным операторам типа D(2m/B)+k d(k)/dxk B(m/x) где k принимает значения 0 или 1, а B m/x сингулярный дифференциальный оператор Бесселя, порядок дифференцирования равен 2m. Пространства основных функций, представляющие собой образы смешанного преобразования Фурье - Киприянова - Катрахова функций, исчезающих в начале координат и на бесконечности, рассмотрены в данной работе. Изучается возможность приближения функций из весовых классов Лебега L y/p со степенным весом П |x/i| yi именно, доказана теорема о плотности ф y/+ в пространстве функций Лебега.
We study the class of test functions constructed on the principle of Lizorkin spaces by means of mixed Fourier-Kipriyanov-Katrakhov transform. Initially, such classes of functions, constructed on the basis of a mixed Fourier-Bessel transform, were investigated by L. N. Lyakhov. The spaces introduced by him could not take into account “odd” orders of singular derivatives. But the latter appeared to be fundamentally necessary in the problems of determining the fundamental solutions of differential equations (ordinary and in partial derivatives). The integral Kipriyanov-Katrakhov transform (belonging to the class of Bessel transforms) is adapted to work with singular differential operators of the type where k takes values 0 or 1, is a singular differential Bessel operator and the order of differentiation is 2m. The spaces of the basic functions that represent the images of the mixed Fourier-Kipriyanov-Katrakhov transform of functions vanishing at the origin and infinity are considered in this paper. We study the possibility of approximating functions from weighted Lebesgue classes with power weight namely, the density theorem in the Lebesgue function space.