автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Математическое моделирование функции влияния упругой сети на основе принципа Хикса

На правах рукописи

Ладченко Яна Сергеевна

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ФУНКЦИИ ВЛИЯНИЯ УПРУГОЙ СЕТИ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПА ХИКСА

05 13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Таганрог-2007

003071748

003071748

Работа выполнена на кафедре математических и естественнонаучных дисциплин Ставропольского института экономики и ^правления имени О.В. Казначеева (филиал) ГОУ ВПО "Пятигорский государственный технологический университет"

Научный руководитель

кандидат физико-математических наук,

доцент Денисенко Таисия Ивановна

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор Сухинов Александр Иванович

доктор физико-математических наук, профессор Семенчин Евгений Андреевич

Ведущая организация

Воронежский государственный университет

у, го

Защита состоится " ¿¿¿о/и£ 2007 г. в 7 У

часов

на заседании Диссертационного совета ДМ 212.208.22 при Южном федеральном университете по адресу: 347928, Таганрог, пер. Некрасовский 44, корпус Д.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Технологического института Южного федерального университета в г Таганроге.

Автореферат разослан " " _2007 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор технических наук л /Ь&гг/ . „ „

/¡антг^ А.Н. Целых

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Общая характеристика исследования. Работа посвящена исследованию и обоснованию нового метода математического моделирования для физических систем, основанному на применении функции влияния.

Функция влияния как удобное средство описания реальных физических систем вошло в физическую науку еще во времена Фарадея и Кулона, позволяя описать состояние изучаемого объекта интегральным представлением

и(х) = ¡Н(х,з)/(з№

п ^ '

через распределенное по области О возмущение/(х). Функция влияния Н(х,з) (по другому - функция отклика, функция источника) определялась внешне очень легко, как реакция всего объекта на единичное в точке х = £ возмущение. С физической точки зрения формула (1) представлялась очевидной как результат суммирования локальных откликов //(х,.^/^^.

Появление на рубеже Х1Х-ХХ веков понятия функции Грина в силу адекватной ее роли в виде формулы (1) смешало, по крайней мере в математической литературе, оба понятия. И ныне во многих руководствах по уравнениям математической физик термин "функция влияния" используется вместо термина "функция Грина". Хотя строгие определения этих понятий совершенно различные.

Точное определение функции Грина может быть дано только для заданной краевой задачи. Пока изучаемый объект не описан с помощью некоего дифференциального уравнения в сочетании с какими-либо краевыми условиями, об определении функции Грина говорить нельзя. Даже если для исследуемой системы удается поставить краевую задачу, построение функции Грина бывает возможным только в априорном предположении, что состояние системы и ее параметры достаточно регулярны, что

не всегда имеет место.

Строгое описание функции влияния для физических систем дает возможность расширить класс объектов, допускающих построение корректных математических моделей, и исследовать их качественные свойства. Основным математическим аппаратом в таком исследовании является современная теория интегральных операторов. Применение теории подразумевает, в свою очередь, проверку у функции влияния как ядра интегрального оператора математических свойств, определяемых физи ческой спецификой объекта.

Актуальность темы. При анализе реальных процессов и систем первым шагом в описании состояния объекта является изучение реакции объекта на внешнее воздействие. Если связь состояния и(х) объекта с внешним воздействием /(х) является детерминированной и линейной

(2)

то характер зависимости и(х) от/(х) определяется, как решение и(х) уравнения (2).

Однако обычно в явном виде оператор Ь в (2) бывает неизвестен, и его построение означает фактически создание (2) как модели. Если даже известен Ь, весьма непросто проанализировать основные свойства решений уравнения (2).

Одним из первых и очевидных свойств реальных моделей является их податливость, т.е. отклонения от состояния равновесия в ту же "сторону", что и внешнее воздействие. Математическое описание это свойство получило вначале в экономических моделях и в четкой формулировке для конечномерного случая формулируется следующим образом (принцип Хикса).

Если в (2 )Ьи = и — АииА — строго положительная матрица (здесь и е я"), то для любого вектора f еЯ",/>0 с единственной ненулевой координатой соответствующее решение уравнения (2) имеет все строго положительные координаты, причем

максимальная из них имеет тот же номер, что и ненулевая компонента правой части.

Принцип Хикса оказался востребован в самых разнообразных вариантах экономических моделей типа Леонтьева. Его анализу и обобщению посвящена обширная литература, из отечественных ученых здесь следует отметить в первую очередь В.Я. Стеценко, П.П. Забрейко и их учеников. Обобщения шли в направлении расширения класса матриц в представлении Ь = I-А и до переноса вопроса из К" на случай функциональных, т.е. бесконечномерных пространств. Однако для переноса на важные физические задачи эти обобщения были непригодны по двум причинам: 1) во всех обобщенияхА была если не матрицей, то ограниченным оператором типа интегрального, а в реальных задачах в качестве £ обычно выступают дифференциальные операторы; 2) точным анализом "од-нокоординатного" возмущения / в функциональном пространстве является 5-функция. Но для таких / решение уравнения (2) не может быть непрерывной функцией.

Необходимость введения в описание детерминированной связи состояния и(х) с внешним воздействием /(х) побудило физиков еще в XIX веке ввести важнейшее понятие функции влияния. Ее определили как реакцию объекта (т.е. ее со-

стояние) при единичном воздействии в точке х = £. Если внешнее воздействие не локализовано, а распределено в пространстве и /(х) - плотность этого распределения, то состояние объекта описывается формулой

и(х)= ¡Н(х,э)/ (»£& /оч

п ' 4 '

где интеграл берется по области, где расположен объект.

К концу XIX века, когда важность формулы (3) стала очевидной и в математической физике, Д. Гильбертом было дано объяснение формулы (3), с помощью понятия функции Грина. Сделано это было вначале для случая, когда Ьи = -{ри')',

соответствующего деформациям упругой нити, затем - для случая Ьи - {Ыи)" - для упругих балок (стержней).

Определенное специальной системой аксиом, понятие функции Грина стало одним из основополагающих понятий теории краевых задач. Главное свойство функции Грина - это представление решения уравнения (2) в форме (3) - позволяет свести многие проблемы качественного анализа математических моделей к исследованию интегральных уравнений, теория которых развита достаточно полно. Однако в рамках теории краевых задач функция Грина - один их наиболее трудно исследуемых объектов.

Около 10 лет назад в работах воронежских математиков появился новый подход к объяснению представления (2). Связан он с корректным описанием интуитивно определяемого понятия "реакция системы на единичное воздействие". Это понятие можно определить, если опереться на классические вариационные принципы физики. Этот подход позволил построить и исследовать функции влияния ряда конкретных физических систем. В настоящей работе выполнено построение и исследование функции влияния для физического объекта, который может быть представлен в виде сетки (графа) из упругих одномерных континуумов (струн).

Заметим, что в рамках математической теории краевых задач подобный объект поддается описанию в виде краевой задачи Штурма-Лиувилля на геометрическом графе. Подобные задачи чрезвычайно актуальны в самых разнообразных приложениях (системы волноводов, акустических труб, строительные конструкции типа перекрытий и т.д.) и им посвящены сотни публикаций, в основном с использованием функции Грина. Подход, основанный на использовании функции влияния, позволяет устранить многие трудности, связанные, например, с сингулярным характером нагрузки в таких системах, закреплений и связей. В силу сказанного тема диссертационного исследования

является актуальной.

Целью работы является разработка и исследование математической модели физических систем типа "упругой сети" с использованием принципа Хикса, наиболее правильно характеризующего поведение упругих (податливых) систем.

Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

1) Корректное математическое описание функции влияния на основе вариационных принципов. Исходной посылкой описания является задание потенциальной энергии системы в виде

<2

<р(и(0)= \ис11<

г 2 г

2) Анализ основных свойств функции влияния как функции Н(х,з) двух переменных на ГхГ •

3) Математически корректное обоснование условий сопряжения ("склеивания") упругих элементов в узлах сетки.

4) Выяснение свойств типа регулярности (непрерывность по каждой переменной и непрерывность по совокупности аргументов, гладкость по каждой переменной и т.д).

5) Построение эффективного представления функции влияния с помощью простых вспомогательных функций.

6) Установление свойства Хикса.

7) Проверка применимости к изучаемой модели традиционных для классических задач с регулярными параметрами численных методов.

Методы исследования. В работе использованы методы анализа дифференциальных и интегральных уравнений, теории интеграла Стильтьеса, методы абстрактной теории полуупорядоченных пространств М. Крейна - М. Красносельского, методы теории краевых задач на геометрических графах.

Научная новизна. В работе предложены следующие новые научные результаты:

1) Для общей упругой сети дано точное математическое опи-

сание функции влияния, делающее корректной математическое описание физической модели.

2) Установлен набор свойств свойств, однозначно определяющий функцию влияния.

3) Показана совокупная непрерывность функции влияния и гладкость ее по каждой переменной на Гх Г вне диагонали.

4) Доказано свойство Хикса.

Теоретическая и практическая значимость. Основные результаты работы показывают, что полученные ранее многими авторами результаты для краевых задач на графах справедливы для значительно более общих задач.

Работа носит теоретический характер. Полученные в ней результаты могут быть использованы в математической физике и теории дифференциальных уравнений. В работе показана эффективность разработанных методов для теоретического доказательства важнейших физических свойств

Личный вклад автора в получении научных результатов, изложенных в диссертации. Задача диссертационного исследования была поставлена и выполнена совместно с научным руководителем, принимавшим участие, как в обосновании, так и в обсуждении конкретных моделей. Все аналитические выводы и компьютерные расчеты выполнены автором самостоятельно.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на заседаниях кафедры математических и естественнонаучных дисциплин Ставропольского Института Экономики и Управления имени О.В Казначеева, высшей математики Северо-Кавказского государственного технического университета, на V, VIII региональных научно-технических конференциях "Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону" (2001,2004 г.), на VI Международной конференции "Циклы" (2004 г.), на первой и второй международной научно-технической конференции "Ин-фотелекоммуникационные технологии в науке и технике" (г. Ставрополь 2004 г., г. Кисловодск 2006 г.), на международной

научной конференции "Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования" (г. Воронеж 2005г), на Воронежской весенней математической школе «Пон-трягинские чтения - XVII» (г. Воронеж 2006 г), на семинаре в Ставропольском государственном университете.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ из них 5 статей, в том числе одна в журнале из перечня ВАК, тезисы 5 докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, разбитых на параграфы, заключения, а также списка литературы и занимает 117 страниц

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В работе изучается объект, который может служить математической моделью для весьма разнообразных классов реальных физических систем, объединенных одним общим свойством. Каждая такая система определяется конечным набором одномерных фрагментов, так или иначе взаимодействующих друг с другом. Это может быть электрическая или информационная сеть, или система акустических труб, или система газо- или нефтепроводов, или система упругих тросов (математических струн) и многое другое. Подобные объекты вошли в математику не так давно.

Геометрическим графом, а так же пространственной сетью, называется совокупность ребер - открытых интервалов у,=(а„а'1) из к "вида

у, =(а„а[) = {х:х = а, + Ца] - а,),0< Л<\},

точки а, и а\ естественно называть концами у1 .

Некоторое множество А таких концов мы объединяем с множеством всех точек обозначается это объединение через Г. Точки аеЛ , являющиеся концами объединяемых интер-

валов, мы называем внутренними вершинами, если такие точки оказываются общими для двух интервалов. Такие вершины мы называем узлами. Их множество обозначаем через ^Г). Разные интервалы у, и ук по определению не пересекаются и могут только смыкаться в общих узлах. Объединение и у, всех ребер мы обозначаем через Я(Г). Таким образом, Г = Л(Г)и/(Г) .

Наряду с внутренними вершинами, т.е. узлами из Л(Г), нам необходимо выделить остальные концы — вершины интервалов у1 из Я(Г), которые не вошли в Г. Мы будем называть эти вершины граничными, а их множество обозначать через дГ •

Первая глава посвящена описанию проблемы и постановке задачи. Рассматриваемый нами объект задан на геометрическом графе Г и интересующие нас процессы мы будем описывать скалярнозначными функциями и(х): Г-> II, непрерывными на Г. Мы предполагаем, что для виртуального состояния и(х) заданного на Г объекта может быть описана соответствующая этому состоянию потенциальная энергия в виде

Оба интеграла по Г мы понимаем, как суммы обычных интегралов по ребрам уг Согласно вариационным принципам реальное состояние исследуемого объекта должно давать минимум его энергии (4).

ТЕОРЕМА 1.1. Пусть 1(и) - какой-либо линейный функционал. Для того, чтобы функция н0 00 давала минимум функционалу

Ф(и) = \fadx.

/2

(4)

г А г

Ф(и) — ¡¿—-(Ь-Ци)

г

в классе Е всех допустимых функций, необходимо и достаточно, чтобы

\ри\х)}гХх)<Ъ:-1{К) = Ъ

(6)

г

для любой допустимой функции Ъ(х).

Уравнение (6) называется вариационным уравнением Лаг-ранжа. Установлена связь уравнения Лагранжа с обычным уравнением Эйлера.

Пусть для изучаемой системы, состояние которой описывается скалярнозначной функцией и(х), выполняется закон наименьшего действия. Пусть потенциальная энергия этой системы, соответствующая виртуальному состоянию и(х), определяется интегралом

где Г — некоторый конечный граф из В?.

Определение. Функцией влияния Н^(х) описанной систе^ мы мы называем минималь функционала

Этот последний функционал отличается от предыдущего тем, что второе слагаемое не имеет привычного интегрального вида, но может определяться дифференциалом Стильтьеса с единичным атомом меры. Физический смысл второго слагаемого очевиден - оно определяет работу, выполненную единичной силой на смещении . Поэтому физический смысл минимали (8) - реальная форма, принятая системой под воздействием приложенной в точке х = £ единичной силы.

Обозначим через Е множество физически допустимых функ-

У(и(= ,

(7)

г А г

(8)

ций, которые определены, непрерывны на Г и имеют почти всюду на ребрах Г обычную производную.

Функцию влияния Hg (х), зависящую пока от £ как от параметра, мы будем обозначать через Н(х, £).

ТЕОРЕМА 2.1. Для того, чтобы определенная на Гх /"функция Н(х, 4) была функцией влияния нашей задачи, необходимо

и достаточно, чтобы для функции и(х) = Н(х, выполнялось на каждой h(x) из Е тождество

\pu'h'dx = (9)

Далее издаются свойства функции влияния.

ТЕОРЕМА 2.2. Пусть Н(х, £)-функция влияния нашей задачи. Пусть f(x) - заданная на Г интенсивность внешней нагрузки. Тогда состояние нашего объекта определяется формулой

и(х)= тхлта^ (10)

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 1. Пусть - какая-либо точка из Г и у -ребро Г, не содержащее . Тогда на у

Р(х)^НЛх,4о)-const.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 2. Для каждой внутренней вершине а е J (Г) при любом s0 е Г все сходящиеся к этой вершине а

сужения Ну (x,s0) при у е Г (а) имеют одинаковое предельное

значение Ну (a,s0) (мы, как это принято, обозначаем через Г(а) совокупность ребер, примыкающих к узлу а).

Определение крайней производной. Пусть у = (а,Ь) - какой-либо интервал из R" и <р(х) - заданная на у скалярная

12

функция. Считая окрестность точки а параметризованной в направлении "от а", обозначим производную <р(х) по х в точке а, вычисленную в такой параметризации, через (р\а + 0) .

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 3. Пусть £, - какая-либо точка из Г и а-один из внутренних узлов Г (т.е. а е J{Г) ), отличный от Тогда функция <р(х)=Н(х, £) удовлетворяет следующему равенству

Е Ру(а)<р'у(а + 0) = 0 пп

где ру(х) и <ру(х) означают суженияр и <р на ребро у.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 4. Если а - одна из внутренних вершин Г, то в ней должно быть

Е Рг(а)<Рг(а + 0) = -1 П9ч

уеГ(а) '

где, как и выше, обозначено <р(х) =Н(х,а).

Так же во второй главе доказано существование функции влияния. В начале рассматривается проблема однозначности функции влияния. Уравнение

\РиЪ'сЬс = 0 (ИеЕ). (13)

мы будем называть однородным уравнением Лагранжа.

ТЕОРЕМА 2.3. Функция к(х), определенная на Г, дифференцируемая на каждом ребре Г и непрерывная в целом на Г, является решение уравнения Лагранжа (13) в том и только в том случае, когда

1) фи')' = 0, причем на каждом у существует (ри')';

2) Е рг(аЩ(а + 0) = 0

' Г* Па)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Исходную физическую систему мы называем невырожденной, если нулевому внешнему воздействию у

нее соответствует только нулевое состояние.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ 5. Множество решений уравнения Лагран-жа есть линейное пространство размерности к, где число к определяется количеством закрепленных крайних вершин из дГ •

ТЕОРЕМА 2.4. Для невырожденной системы существует не более одной функции влияния, соответствующей функционалу

Ф(и) = .

г ^

Далее доказывается существование функции влияния сначала для отдельного ребра, а затем на всей сети.

В третьей главе устанавливаются знакорегулярные свойства функции влияния, свойство Хикса и свойство (р0 — позитивности. Доказаны следующие леммы и теоремы.

ЛЕММА 3.1. Точка х = £ не может быть точкой минимума для функции Н(х,

ТЕОРЕМА 3.1. Функция Н(х, не может иметь по х минимума внутри Г.

СЛЕДСТВИЕ 1. Функция Н(х, £)> 0 на всем Г.

СЛЕДСТВИЕ 2. В каждой из вершин из дГ функция влияния не имеет ненулевую производную.

СЛЕДСТВИЕ 3. Для любых различных из Г суще-

ствуют положительные числа а и Ъ такие, что

ТЕОРЕМА 3.2. Максимум функции влияния Н(х, достигается при х= ^ , т.е.

ша х#(х,£) = #(££)

X

Обозначим через <р0 функцию

Г

ТЕОРЕМА 3.3. При каждом яеГ существуют позитивные константы сг,/? <со такие, что

<х<ро (х) < Н(х, 5) < /3<р0 (ж) .

В этой главе рассматривается функция влияния и проблема собственных колебаний. Свойства собственных колебаний исходной задачи эквивалентны спектральным свойствам оператора

(АиХх)= ¡Н(х,з)и(*)с!М(*) (И)

Установленные ранее свойства ядра Н(х,я) этого оператора, т.е. функции влияния исходной задачи, позволяют нам теперь опираться на основополагающие результаты теории Крейна-Красносельского в пространствах с конусами.

ТЕОРЕМА 3.4. Для исходной задачи наверняка существует собственное колебание с наименьшей собственной частотой, причем соответствующая ей амплитудная функция г0(х) не имеет нулей в Г. Любая другая амплитудная функция (х) пропорциональна г0(х) , если она не имеет нулей в Г или если она соответствует той же собственной частоте.

Далее в работе изучаются податливые возмущения исходной задачи.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ. Линейно возмущенную систему мы будем называть податливой, если ее функция влияния неотрицательная, т.е. при внешнем локальном воздействии система отклоняется в ту же сторону, куда направлено усилие.

Так же изучена разрешимость возмущенной задачи с линей-

ной мажорантой. Анализируется нелинейное интегральное уравнение

и( х)= jH(x,s)F(s,u(s))ds (15)

где F(x, и(х)) — внешнее воздействие. Решение уравнения (15) дает минималь, т.е. реальное состояние системы, энергия которой определяется функционалом

pu'1

ФР(и) = \tL—dx - \F0(x,u(x))dx (16)

г l г

и

при F0(x,u) = \F{x,a)ada. о

Предположим, что функция F(x,u) имеет линейную мажоранту

F(x,u) < q(x)u +f. (17)

ТЕОРЕМА 3.5. Для того, чтобы возмущение F(x,u) системы (16) приводило к реальному состоянию, достаточно, чтобы "мажорирующее" возмущение (17) сохраняло податливость исходной системы.

ТЕОРЕМА 3.6. Пусть для F(x,u) существует линейная оценка

F(x,u) > г(х)и

при достаточно малых положительных и. Пусть выполняются условия предыдущей теоремы и функция F(x,u) монотонна по и. Пусть функционал

Фг(и) = i~dx~ Ç^dx- \fudx

г 2 р 2 г

определяет неподатливую систему. Тогда у исходной нелинейно возмущенной системы реальное состояние нетривиально.

В заключении работы в § 3 3 изучена возможность применения классических разностных схем численного решения рассмотренных в диссертации моделей для случая скалярного аргумента.

В частности, рассмотрена модельная задача для определения малых деформаций системы из трех упругих элементов, когда граф, описывающий геометрию системы, состоит из трех смыкающихся в одной вершине ребер (рис. 1).

Под действием силы, направленной перпендикулярно плоскости АхАгАгупругие элементы отклоняются от положения равновесия. Смещение всех точек происходит параллельно одной

Рис. 1

и той же прямой, перпендикулярной данной плоскости и длина любого участка упругого элемента считается не изменяющейся, так как рассматриваются малые упругие отклонения системы от положения равновесия (рис.2).

Рис. 2

В работе построена консервативная разностная схема, при этом в общей точке ребер использовались естественные условия сглаживания. При обосновании этого метода существенно использовалось доказанное в работе свойство простоты главного собственного значения. Численный эксперимент, реализованный в среде Maple 10 показал согласие с натурными данными и достаточно высокую точность построенного метода, что свидетельствует о практической ценности построенных моделей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Настоящая работа показывает высокую эффективность математического моделирования упругих сетевых систем на основе использования функция влияния.

Основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Дано корректное определение функции влияния, с опорой на вариационные принципы естествознания

2. Показаны регулярные свойства функции влияния - гладкость, строгая положительность вне диагонали.

3. Доказан комплекс качественных свойств функции влияния, аналогичных свойствам функции Грина для классических задач.

4. Установлен точный аналог принципа Хикса для упругой сети.

5. Дано представление функции влияния через некоторые простейшие функции.

6. Изучены качественные свойства главной собственной частоты.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Ладченко, Я.С. О нелинейных задачах, имеющих неединственное решение/ Я.С. Ладченко // Северо-Кавказский государственный технич. унив-т. - Ставрополь, 2004. - 25 с. - Деп. в ВИНИТИ 15.07.04, № 1243.

2. Ладченко, Я.С. Принцип Хикса максимума относительного приращения решения. Его развитие и обобщения/ Я.С. Ладченко // Международный форум "Высокие технологии-2004"Ижевский государственный технический университет. Сборник трудов научно-технического форума с международным участием в 4 частях, ч. 2. - Ижевск, 2004.- С. 63-68.

3 Ладченко, Я.С. Спектральные свойства неразложимых

операторов / Я.С. Ладченко // Северо-Кавказский государственный технич. унив-т. - Ставрополь, 2004. -19 е.- Деп. в ВИНИТИ 22.09.04, № 1499.

4. Ладченко, Я.С. Об одном варианте метода ускорения сходимости монотонных приближений к решению уравнения вида х = Ах + / / я.С. Ладченко, И.Н. Обласова, O.A. Иванова // ЦИКЛЫ Материалы Шестой Международной конференции Т. 2. - Ставрополь, 2004. - С. 29-34.

5. Ладченко, Я.С. К теории уравнений с - ограниченными операторами / Я.С. Ладченко // Журнал "Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки"№ 3. - Ростов-на-Дону, 2005.- С. 3-4.

6. Ладченко, Я.С. О методе Ю.В. Покорного моделирования функции влияния упругой сети / Е.В. Гулынина, Я.С. Ладченко, Т.В. Перловская // Материалы конференции. Международная научная конференция. Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования. - Воронеж, 2005.

- С. 77.

7. Ладченко, Я.С. Существование вторых положительных собственных значений у линейных неразложимых операторов / Я.С. Ладченко // Сборник научных трудов Сборник научных трудов. Северо-Кавказский государственный технический университет. Серия естественнонаучная. №1. - Ставрополь, 2005. -С. 46.

8. Ладченко, Я.С. О методе моделирования функции влияния упругой сети / Я.С. Ладченко // Инфокоммуникационные технологии в науке и технике. Научно-техническая конференция.

- Ставрополь, 2006.- С. 71.

9. Ладченко, Я.С. Некоторые локальные свойства функции влияния упругой сети / Я.С. Ладченко //Современные методы теории краевых задач. Материалы Воронежской весенней математической школы "Понтрягинские чтения XVH". - Воронеж,

2006.- С. 102.

10. Ладченко, Я.С. Некоторые свойства функции влияния упругой сети / Я С. Ладченко //Сборник научных трудов Северо-Кавказский государственный технический университет. Серия естественнонаучная. № 2. - Ставрополь, 2006 - С. 38—41.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично автору принадлежат следующие результаты: в [4] - предложен вариант метода ускорения сходимости монотонных приближений к решению уравнения; в [6] - проведен анализ метода моделирования функции влияния упругой сети

Подписано в печать 07 04 2007 Формат 60 х 84 '/16 Бумага типографская Гарнитура Times New Roman Уч-изд л. 1,49 Тираж 100 экз Заказ № 184

Отпечатано с готового оригинал-макета в ООО «СтавПресс» 355000, г Ставрополь, ул Мира, 367/1

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФИЗИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ НА ОСНОВЕ ФУНКЦИЙ ВЛИЯНИЯ И ГРИНА

§1.1 Общие контуры проблемы

§ 1.2 Корректное описание модели

§ 1.3 Выводы

ГЛАВА 2. УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МОДЕЛИ НА ОСНОВЕ

ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФУНКЦИИ ВЛИЯНИЯ

§ 2.1 Функция влияния упругой задачи на графе

§ 2.2 Существование функции влияния

§ 2.3 Выводы

ГЛАВА 3. АНАЛИЗ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ МОДЕЛИ И ЕЕ

Общая характеристика исследования.

Работа выполнялась в соответствии с паспортом специальности 05.13.18 и посвящена разработке, обоснованию и применению новых математических методов, связанных с таким фундаментальным средством физического моделирования, как функция влияния.

Почему функцию влияния мы называем средством физического, а не математического моделирования? Потому, что функция влияния, как удобное средство описания реальных физических проблем, вошло в физическую науку еще во времена Фарадея и Кулона. Позволяя описать состояние изучаемого объекта в виде и(х) = ¡Н(х,б)Д8№ (0.1) п через распределенное по области О возмущение /(х), функция влияния Щхл) (по другому - функция отклика, функция источника) определялась внешне очень легко, как реакция всего объекта на единичное в точке х = £ возмущение. Для реальных физических задач факт существования функции влияния не вызывал сомнений, он даже и не постулировался. Действительно, если «в произвольной» точке х = £ пространства поместить источник типа электрического заряда, или, к примеру, источник света (обычную свечку), ведь ни у кого даже сомнения не возникнет, что в остальных точках пространства появится некая освещенность или некая ЭДС. Во времена, когда до интегралов Римана оставалось почти два столетия, т.е. во времена царства бесконечно-малых, формула (0.1) представлялась очевидной.

Использовалась функция влияния, как удобный синтезирующий образ, в связи с чем для ее употребления не было нужды знать какие-либо дополнительные свойства. Длительное (несколько поколений) использование в математико-физических текстах этого понятия вызвало прочную привычку к удобному понятию, в связи с чем появление на рубеже XIX-XX веков понятия функции Грина в силу адекватной ее роли в виде формулы (0.1) смешало, по крайней мере в математической литературе, оба понятия. И ныне во многих даже учебниках по уравнениям математической физике термин «функция влияния» используется вместо термина «функция Грина».

Одна из наших главных задач - исследование функции влияния, как средства существенно более глубокого проникновения в суть проблемы. В самом деле, со времен Гильберта, давшего точное определение функции Грина, она может быть определена только для заданной краевой задачи. Следовательно, пока изучаемый объект не описан с помощью некоего дифференциального уравнения в сочетании с какими-либо краевыми условиями, об описании функции Грина и говорить нельзя (согласно недавним результатам Ю.В. Покорного, A.B. Боровских и определение Гильберта, общепринятое в математической литературе, имеет существенные недочеты). Далее, даже если для исследуемой системы удается описать краевую задачу, это бывает возможным только в априорном предположении, что состояние системы и ее параметры достаточно регулярны, что не всякий исследователь может себе позволить.

Поэтому точное математическое определение функции влияния позволило бы существенно расширить класс объектов, допускающих разумное математическое описание.

Математическое определение функции влияния для актуального класса физических систем открывает возможность доказательству корректности соответствующих математических моделей, доказательству их качественной адекватности исходным объектам, открывая дорогу использованию современных математических теорий, связанных с интегральными уравнениями. Применение некоторых теорий в свою очередь подразумевает проверку у функции влияния, как ядра интегрального оператора, весьма специфических чисто математических свойств, «вытаскиваемых» из физической специфики объекта.

Актуальность темы.

Интересующие нас физические системы внешне описываются довольно просто. Исследуемый объект образован системой одномерных фрагментов по типу сети (графа), как, например, сеть паука, электрическая сеть и т.д. Подобные объекты, называемые инженерными сетями, достаточно характерны для современной технической цивилизации -разнообразные коммуникационные и информационные сети, системы волноводов, электрические цепи, системы газо- и нефтепроводов, гидравлические сети и многое другое. В такой системе каждый фрагмент адекватен обычному отрезку, на котором объект моделируется обыкновенными дифференциальными уравнениями второго порядка в самом общем виде

-(ри')' + ди = /,

0.2) для статического состояния и

- (ри')' + ди = Лти,

0.2*) для задачи о собственных колебаниях.

Такие уравнения изучены еще Эйлером и Бернулли и поэтому у математиков озабоченности не вызывает. Вся неприятность задачи в целом заключается в том, что уравнений столько, сколько фрагментов у нашей системы. Причем у каждого уравнения свой носитель (свой отрезок), так что в целом набор уравнений вида (0.2) или (0.2*) оказывается для математических теорий весьма нестандартным объектом. Однако главная беда этой задачи - в другом. Все фрагменты исходной системы взаимодействуют друг с другом. И если к конфигурации исходной системы применить термин граф (пространственная или топологическая сеть), то во всех внутренних узлах графа, в которых смыкаются соседние фрагменты, условия взаимодействия этих фрагментов приводят к условиям связи между решениями соответствующих уравнений. Как трактовать эти условия? Как краевые?

Хуже всего, что для корректного описания этих условий во внутренних узлах требуется опора на матрицу инциденций исходного графа. Так что даже сама постановка исходной задачи в математических терминах становится невообразимо сложной. Если же вспомнить о необходимости использования матрицы инциденций при описании как-либо добытых свойств, то только это способно отбить охоту у любого математика.

Описание трудности аналогичного характера объясняют причину того, что при очевидной актуальности задач на сетях у математиков руки серьезно дошли сравнительно недавно - чуть более 20 лет назад. Наиболее продвинутыми здесь оказались работы, подытоженные в монографии [6] воронежской математической школы Ю.В. Покорного. В настоящее время интерес к подобным задачам возрастает во всем мире [45-63].

Цель работы.

В настоящей работе сделан очередной шаг в анализе задач на сетях. А именно: корректное вариационное определение функции влияния для системы упругих континуумов, мы заменяем анализ системы уравнений (0.2) и (0.2*), предполагающей регулярность и решения, и параметров анализом функции влияния физической системы сетеподобной структуры, что позволяет снять отмеченные предположения о регулярности.

Точное определение функции влияния мы даем, исходя из генетически первого физического смысла, а именно. Если Г - сеть, параметризующая данный объект, то для любой точки £ еГ через Н(х, £) определяется состояние объекта относительно хеГ. Реальное состояние объекта мы определяем, следуя одному из главных физических постулатов, а именно -вариационному принципу. Тем самым мы считаем объект заданным, если задана сеть (граф) Г, определяющая его конфигурацию, и задана величина

Ф(и(-)) = - \iidF (0.3) г 2 г его потенциальной энергии, соответствующей виртуальному состоянию и{х)\Г-»Я. Интегралы здесь понимаются в виде суммы интегралов по ребрам, второй интеграл \uclF понимается по Стильтьесу, что позволяет г скачкам Р(х) охватить сосредоточенные импульсы внешней нагрузки.

Опора на выражение (0.3) потенциальной энергии используется во многих современных работах, где от (0.3) осуществляется переход к системе уравнений (0.2) и (0.2*) с помощью классических вариационных процедур с выходом в дальнейшем на анализ краевых задач, построение функции Грина. Однако в рамках этой схемы существенно предположение о существовании второй производной неизвестного нам решения, что уже невозможно при наличии импульсов у внешней нагрузки. Мы не предполагаем здесь даже непрерывности у р(х). Относительно допустимого класса функций и(х), описывающих возможные деформации системы, мы предполагаем лишь, что каждая функция и(х) абсолютно непрерывна и ее производная и'(х) имеет о1граниченную вариацию. Последнее предположение, допускающее у и'(х) разрыва (т.е. изломы у исходной формы), вполне физично.

В работе построен анализ описанного объекта, не входя в теорию дифференциальных уравнений второго порядка. Тем не менее, нам удается изучить ведущую частоту собственного колебания исходной системы в тех случаях, когда не слишком хорошие параметры (например, сосредоточенные массы) не позволят применять известные ранее результаты.

Степень обоснования научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертации.

Все результаты диссертации строго обоснованы в форме четких математических доказательств.

Цель работы. Математическое моделирование функции влияния упругой сети. Разработка соответствующей теории функции влияния с прицелом на принцип Хикса. Для достижения этой цели решаются следующие задачи:

1) Корректное математическое описание функции влияния на основе вариационных принципов. Исходной посылкой описания является задание потенциальной энергии системы в виде

ФШ= \uclF г 1 г

2) Анализ основных свойств функции влияния как функции Щх.э) двух переменных на Г х Г.

3) Математически корректная мотивация условий трансмиссии (склеивания) в узлах сетки.

4) Выяснение свойств типа регулярности (непрерывность по каждой переменной и совокупная, гладкость по каждой переменной и проч.)

5) Построение эффективного представления функции влияния с помощью вспомогательных простых функций.

6) Установление свойства Хикса.

7) Проверка применимости к изучаемой модели традиционных для классических задач с регулярными параметрами проекционных численных методов.

Методы исследования. В работе использованы методы анализа дифференциальных и интегральных уравнений, теории интеграла Стильтьеса, методы абстрактной теории полуупорядоченных пространств М.Крейна - М. Красносельского, методы теории краевых задач на геометрических графах.

Теоретическая и практическая значимость.

Основные результаты работы показывают, что полученные ранее многими авторами результаты для задач на графах справедливы для значительно более общих задач.

Подчеркнем особо теоретическую и практическую эффективность опоры на функцию влияния, показанную в работе.

Работа носит теоретический характер. Полученные в ней результаты могут быть использованы в математической физике, теории дифференциальных уравнений, теории меры и интеграла. В работе показана эффективность разработанных методов для теоретического доказательства важнейших физических свойств.

Установленные в работе результаты позволяют сепарировать приближенные методы по степени их пригодности и эффективности в задачах на сетях. •

На защиту выносятся следующие положения:

1. Точное определение функции влияния, как минимали функционала (0.3) при сосредоточенной в точке х = £ единичной нагрузке.

2. Описание регулярных свойств функции влияния.

3. Комплекс качественных свойств функции влияния, адекватно ее определяющих.

4. Принцип Хикса для упругой сети.

5. Явное представление функции влияния через вспомогательные примитивные функции.

6. Характеристики ведущей собственной частоты.

Личный вклад автора в получении научных результатов, изложенных в диссертации.

Задача диссертационного исследования была поставлена и выполнена совместно с научным руководителем, принимавшим участие, как в обосновании, так и в обсуждении конкретных моделей. Все аналитические и компьютерные расчеты проведены автором самостоятельно.

Апробация работы.

Основные результаты диссертации докладывались на заседаниях кафедры математических и естественнонаучных дисциплин Ставропольского Института Экономики и Управления имени О.В. Казначеева, высшей математики Северо-Кавказского Государственного

Технического Университета, на V, VIII региональных научно-технических конференциях "Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону" (2001, 2004г.), на VI Международной конференции "Циклы" (2004г.), на первой и второй международной научно-технической конференции «Инфотелекоммуникационные технологии в науке и технике» (г. Ставрополь 2004г., г. Кисловодск 2006г.), на международной научной конференции «Современные проблемы прикладной математики и математического моделирования» (г. Воронеж 2005г), на Воронежской весенней математической школе «Понтрягинские чтения - XVII» (г. Воронеж 2006г.), на семинаре в Ставропольском Государственном Университете.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ из них 5 статей, в том числе одна в журнале из перечня ВАК, 5 тезисов докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, разбитых на параграфы, заключения, а так же списка литературы и занимает 117 страниц.

§ 3.4. Выводы

1. На основе уравнения Лагранжа в главе 3 показано, что функция влияния не просто неотрицательная, что следует из интуитивной очевидности податливости исходной системы, но и строго положительная внутри своей области определения. Последнее свойство удается существенно уточнить формально-математически в виде наличия оценок a(s)<p0(x) < H(x,s) < J3(s)<p0(x).

2. Полученные оценки позволяют опереться при анализе исходной физической системы на современные математические методы, связанные с нелинейным анализом полуупорядоченных пространств. В частности именно эти методы позволяют обосновывать и эффективно оценивать сходимость итерационных процессов в окрестности бифуркационных состояний.

3. На основе сеточного метода построен алгоритм и проведены тестовые расчеты для задачи о ведущей собственной частоте упругих колебаний для системы из трех струн. Численный эксперимент реализованный в среде Maple 10 показал хорошее соответствие результатов численного эксперимента точным (аналитическим) решениям полученным на основе построенной модели для системы трех струн, связанных в одной вершине.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Моделирование процессов, происходящих в сложных системах сетеобразной конфигурации чрезвычайно актуально для самых разнообразных направлений инженерной и социально-экономической проблематики. Разработка математических методов, способных сводить подобные проблемы к математическим задачам, достаточно нетривиальна, ввиду зачаточного состояния теории подобных систем и неготовности стандартного математического аппарата к эффективному и емкому описанию подобных задач без угроз утонуть в необозримом море обстоятельств.

Настоящая работа показывает высокую эффективность в математическом моделировании такого понятия, как функция влияния.

Фундаментальное в физической практике понятие функции влияния зародилось еще на заре возникновения физических теорий. Войдя в естествознание на уровне изначальной интуиции, это понятие оказалось вне сферы математических интересов. А много позднее, с возникновением теории краевых задач, т.е. уже в XX веке, оно было подменено понятием функции Грина. Последнее понятие, допускающее разумное определение только в рамках четко поставленной краевой задачи, в рамках теории таких задач оказывается одним из наиболее сложных.

Однако приведение математических моделей в зону применимости современных математических методов полностью опирается именно на использование функции Грина, как ядра соответствующего интегрального оператора. В этом плане изучение возможностей использования функции влияния для построения математических моделей в терминах интегральных уравнений чрезвычайно интересно и актуально.

В работе систематически разработан подход, основанный на описании сетеподобной системы математической моделью с опорой на понятие функции влияния. С этой целью

- дано корректное определение функции влияния, адекватное классическим физическим представлениям. А именно, предположение, что состояние реальной системы описывается вариационным принципом, т.е. минималью энергетического функционала, функция влияния Н(х,§) определена как минималь этого функционала, соответствующая единичному внешнему усилию, сосредоточенному в точке х = £. Именно такой подход обеспечивает адекватность введенного понятия функции влияния классическим физическим представлениям.

- показано главное свойство функции влияния - способность определять реальное состояние объекта в интегральном виде и(х)= ¡Н(х,8)/(з)с1з (1) г

В системе физических представлений эта формула полностью лежит в области интуиции, не имея корректных обоснований, хотя давно уже используется без обиняков (т.е. как само по себе разумеющееся обстоятельство) и используется в сложнейших вопросах математической физики типа осцилляционной теории малых упругих колебаний разнообразных континуумов.

- установлено адекватное описание функции влияния в виде решения интегрального функционального уравнения описанного при любом значении функционального параметра к(х) из класса допустимых возмущений. Именно это последнее свойство, равносильное физическому определению функции влияния, становится ключевым в анализе самых разнообразных математических свойств.

Главное достоинство этого чисто математического описания - то, что сетеподобная структура в виде графа Г спрятана внутрь объекта (она не выпячена наружу). Единственное напоминание здесь о сетеобразной структуре - это область интегрирования Г, причем и интеграл понимается как сумма обычных одномерных интегралов Римана (или Лебега) по ребрам графа Г.

На базе (2) установлена серия (в виде некоей иерархии) важнейших для математического внедрения свойств функции влияния. Именно эти свойства позволяют построить для функции влияния специальное детерминантное представление

Н{х,х) = к2 т

К(Х,5) ЦХ{Х)

92 т(х) Шгт)

Ьт(КМ) 12т(Я1) - 12т(Я2т) не только объясняющее само существование функции влияния, но и ее непрерывность, которые необходимы для доказательства корректности представления (1)

Свойства функции влияния позволяют в свою очередь установить, что - функция влияния не имеет нулей нигде, кроме граничных узлов графа Г,

- максимум ее достигается на диагонали, т.е. при х = что является точным аналогом классического принципа Хикса,

- функция влияния удовлетворяет специальным двухсторонним оценкам,

- в свою очередь полученные оценки означают, что порождаемый правой частью (1) интегральный оператор оказывается целиком положительным в терминах теории пространств полуупорядоченных по М.Крейну -М.Красносельскому.

Последнее свойство по положительности позволяет эффективно оценить кратность ведущего собственного колебания, установить отсутствие внутренних нулей у соответствующей амплитудной функции (стоячей волны), а также объяснить совершенно оригинальные условия наличия нетривиальных форм потери устойчивости при наличии внешних возмущений.

Усиленная положительность отмеченного интегрального оператора открывает дорогу для обоснования самых разнообразных приближенных методов теории нелинейных уравнений.

Главная особенность результатов, полученных в работе - отсутствие предположений об обычной гладкости решений-состояний и гладкости главных исходных параметров. Именно это позволяет говорить о значительном чисто теоретическом усилении стандартных подходов, где необходимо построение краевых задач, в которых интересующие нас объекты оказываются решениями дифференциальных уравнений второго порядка. У нас все ограничивается производными первого порядка. Одновременно это ослабление ограничений на гладкость представляет и существенную практическую значимость, так как расширяет класс объектов и ситуаций, где применимы изложенные методы вплоть до подключения абстрактных теорий, в то время как стандартные методы математической физики способны забуксовать уже на этапе описания соответствующих дифференциальных уравнений, где невозможно обойтись без теории обобщенных функций Шварца-Соболева, делающей недоступными такие физически наглядные и очень важные свойства, как отсутствие нулей у положительной функции.

В работе построен проекционный (сеточный) метод расчета ведущей собственной частоты, правомочность которого обоснована его спектральной простотой.

Таким образом, основные результаты диссертационной работы состоят в следующем:

1. Дано корректное определение функции влияния, с опорой на вариационные принципы естествознания

2. Показаны регулярные свойства функции влияния -гладкость, строгая положительность вне диагонали.

3. Доказан комплекс качественных свойств функции влияния, аналогичных свойствам функции Грина для классических задач.

4. Установлен точный аналог принципа Хикса для упругой сети.

5. Дано представление функции влияния через некоторые простейшие функции.

6. Изучены качественные свойства главной собственной частоты.

1. Ахнезер, Н.И. Теория нелинейных операторов в гильбертовом пространстве / Н.И. Ахнезер, И.М. Глазман. - М.: Наука, 1966. - 136с.

2. Беллман, Р. Квазилинеаризация и нелинейные краевые задачи / Р. Беллман, Р. Калаба. М.: Мир, 1968. - 270с.

3. Вулих, Б.З. Введение в теорию полуупорядоченных пространств / Б.З. Вулих. М.: Наука, 1961.-407с.

4. Герасименко, Н.И. Задача рассеяния на некомпактных графах / Н.И. Герасименко, Б.С. Павлов // Теоретическая математическая физика. -1988. Т. 74, № 3. - С. 345-359.

5. Данфорд, Н. Линейные операторы / Н. Данфорд, Дж. Шварц. М.: Иностр. лит., 1962. - 4.1.Общая теория. - 895с.

6. Покорный, Ю. В. Дифференциальные уравнения на геометрических графах / Ю.В. Покорный, О.М. Пенкин, В.Л. Прядиев и др. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 272с.

7. Жиков, В.В. Связность и усреднение. Примеры фрактальной проводимости / В.В. Жиков // Мат. сборник. 1996. - Т. 187, № 8. - С. 340.

8. Завгородний, М.Г. О спектре краевых задач второго порядка на пространственных сетях / М.Г. Завгородний, Ю.В. Покорный // Успехи мат. наук. 1989. - Т. 44, № 4. - С. 220-221.

9. Канторович, Л.В. Функциональный анализ в полуупорядоченных пространствах / Г.П Акилов, Л.В. Канторович. М.: Физматгиз, 1959. -684с.

10. Ю.Каменский, М.И. О полугруппе в задаче диффузии на пространственной сети / М.И. Каменский, О.М. Пенкин, Ю.В. Покорный // Докл. РАН. -1999.-Т. 368,№2.-С. 157-159.

11. П.Комаров, A.B. О спектре равномерной сетки из струн / A.B. Комаров, О.М. Пенкин, Ю.В. Покорный // Изв. вузов. 2000. - Т. 463, № 4. - С. 2327.

12. Красносельский, М.А. Положительные решения операторных уравнений / М.А. Красносельский. М.: Физматгиз, 1962. - 268с.

13. Красносельский, М.А. Приближённое решение операторных уравнений / М.А. Красносельский, Г.М. Вайникко, П.П. Забрейко и др. М.: Наука, 1969.-456с.

14. Красносельский, М.А. Позитивные линейные системы / М.А. Красносельский, Е.А. Лифшиц, A.B. Соболев. -М.: Наука, 1985. 256с.

15. Крейн, М.Г. Линейные операторы, оставляющие инвариантным конус в пространстве Банаха / М.Г. Крейн, М.А. Рутман // Успехи мат. наук, 1948, -Т.З.Вып.1- С. 3-95.

16. Лазарев, К.П. О спектре некоторых негладких многоточечных задач: Дисс. канд. физ.-мат. наук. / К.П. Лазарев. Воронеж, 1988. - 105 с.

17. Математическое моделирование течения жидкости в разветвленных гидравлических системах / A.B. Колдоба, П.П. Матус, Ю.А. Повещенко, М.М. Чуйко // Мат. моделирование. 1992. - Т. 4, № 6. - С. 643-650.

18. Моришима, М. Равновесие, устойчивость, рост / М. Моришима. М.: Наука, 1972. - 280с.

19. Наймарк, М.А. Линейные дифференциальные операторы / М.А. Наймарк. -М.: Наука, 1969.-526с.

20. Никайдо, X. Выпуклые структуры и математическая экономика / X. Никайдо.-М.: Мир, 1972.-517с.

21. Новиков, С.П. Дискретный оператор Шредингера / С.П. Новиков // Труды мат. ин-та им. В.А.Стеклова. М., 1999. - Т. 224. - С. 275-290.

22. Новиков, С.П. Уравнение Шредингера и симплектическая геометрия / С.П. Новиков // Студенческие чтения МК НМУ. С. 210-217.

23. Покорный, Ю.В. О функции Грина для локально взаимодействующей системы обыкновенных уравнений разного порядка /Ю.В. Покорный, Т.В. Белоглазова, Е.В. Дикарева, Т.В. Перловская // Мат. заметки. 2003. -Т. 74, № 1. - С. 146-149.

24. Покорный, Ю.В. Об одном классе дифференциальных уравнений четвертого порядка на пространственной сети / A.B. Боровских, К.П. Лазарев, Р. Мустафокулов, Ю.В. Покорный // Докл. РАН. 1995. - Т. 345, № 6. - С. 730-732.

25. Павлов, Б.С. Модель свободных электронов и задача рассеяния / Б.С. Павлов, М.Д. Фадеев // Теоретическая математическая физика. 1983. -Т. 55, №2.-С. 257-269.

26. Пенкин, О.М. Об одной векторной краевой задаче / О.М. Пенкин, Ю.В. Покорный, E.H. Провоторова // Краевые задачи. Пермь, 1983. - С. 64-70.

27. Пенкин, О.М. О краевой задаче на графе / О.М. Пенкин, Ю.В. Покорный // Дифференциальные уравнения. 1988. - Т. 24, № 4. - С. 701-703.

28. Пенкин, О.М. Некоторые вопросы качественной теории краевых задач на графах: Дисс. . канд. физ.-мат. наук. / О.М. Пенкин. Воронеж, 1988. -88с.

29. Пенкин, О.М. О некоторых качественных свойствах уравнений на одномерном клеточном комплексе / О.М. Пенкин, Ю.В. Покорный // Изв. вузов. Математика. 1996. - № 11. - С. 57-64.

30. Пенкин, О.М. О слабом принципе максимума для эллиптического уравнения на двумерном клеточном комплексе / О.М. Пенкин // Дифференциальные уравнения. 1997. - Т. 33, № 10. - С. 1404-1409.

31. Пенкин, О.М. О принципе максимума для эллиптического уравнения на стратифицированных множествах / О.М. Пенкин // Дифференциальные уравнения. 1998. - Т. 34, № 10. - С. 1433-1434.

32. Покорный, Ю.В. Некоторые осцилляционные теоремы для многоточечных задач / Ю.В. Покорный, К.П. Лазарев // Дифференциальные уравнения. 1987. - Т. 23, № 4. - С. 658-670.

33. Покорный, Ю.В. Теоремы Штурма для уравнений на графах / Ю.В. Покорный, О.М. Пенкин // Докл. АН СССР. 1989. - Т. 309, № 6. - С. 1306-1308.

34. Покорный, Ю.В. О теоремах сравнения для уравнений на графах / Ю.В. Покорный, О.М. Пенкин // Дифференциальные уравнения. 1989. - Т. 25, №7.-С. 1141-1150.

35. Покорный, Ю.В. Об осцилляционных свойствах спектра краевой задачи на графе / Ю.В. Покорный, В.Л. Прядиев, А. Аль-Обейд // Мат.заметки. -1996.-Т. 60.-С. 468-469.

36. Покорный, Ю.В. О позитивной обратимости некоторых краевых задач для уравнений четвертого порядка / Ю.В. Покорный, Р. Мустафокулов // Дифференциальные уравнения. 1997. - Т. 33, № 10. - С. 1358-1365.

37. Покорный, Ю.В. О нелинейной краевой задаче на графе / Ю.В. Покорный, О.М. Пенкин, В.Л. Прядиев // Дифференциальные уравнения. 1998. - Т. 34, № 5. - С. 629-637.

38. Покорный, Ю.В. О неосцилляции на графах / Ю.В. Покорный // Доклады расширенного заседания семинара ин-та прикладной математики им. И.Н.Векуа. 1998. - Т. 3, № 3. - С. 139-142.

39. Покорный, Ю.В. О положительности функции Грина линейных краевых задач для уравнений четвертого порядка на графе / Ю.В. Покорный, Р. Мустафокулов // Изв. вузов. Математика. 1999. - Т. 441, № 2. - С. 75-82.

40. Покорный, Ю.В. О неосцилляции обыкновенных дифференциальных уравнений и неравенств на пространственных сетях / Ю.В. Покорный // Дифференциальные уравнения. 2001. - Т. 37, № 5. - С. 661-671.

41. Покорный, Ю.В. Об одном классе разнопорядковых обыкновенных дифференциальных уравнений на графе / Ю.В. Покорный, Т.В. Белоглазова, К.П. Лазарев // Мат. заметки. 2003. - Т. 73, № 3. - С. 469470.

42. Покровский, А.Н. Процессы управления в нервных клетках / А.Н. Покровский Л.: Изд-во Лениград. ун-та. - 1987. - 85с.

43. Прядиев, В.Л. О структуре спектра одного класса нелинейных краевых задач второго порядка / В.Л. Прядиев // Дифференциальные уравнения. -1999.-Т. 35, № 11.-С. 1575.

44. Шафаревич, А.И. Дифференциальные уравнения на графах, описывающие локализованные асимптотические решения уравнений Навье-Стокса и вытянутые вихри в несжимаемой жидкости / А.И. Шафаревич; Ин-т проблем механики РАН. Препринт № 604. - 1997. -41 с.

45. АН Mehmeti, F. Regular solutions of transmission and interaction problems for wave equation / F. Ali - Mehmeti // Math. Methods Appl. Science. - 1989. -V. 11.-P. 665-685.

46. AH Mehmeti, F. Some realizations of interaction problems. / F. Ali -Mehmeti, S. Nicaise // Lecture Notes in Pure and Appl. Math. -1991. - V. 135. -P. 15-27.

47. AH Mehmeti, F. Nonlinear interaction problems. / F. Ali - Mehmeti, S. Nicaise // Nonlinear Analyse. - 1993. - V. 20, № 1. - P. 27-61.

48. Dekoninck, B. The eigenvalue problem for networks of beams / B. Dekoninck, S. Nicaise // Generalized Functions, Operator Theory and Dymnamical Systems, Chapman and Hall Research in Math. 1999. - P. 335344.

49. Gaveau, B. Explicit heat kernels on graphs and spectral analysis: Several complex variables / B. Gaveau, M. Okada, T. Okada // Princeton Univ. Press. Math. Notes. 1993. - V. 38. - P. 360-384.

50. Karlin, S. Positive Ooperators//J. Math. Mech. -1955. №8. S. 907-938.

51. Lumer, G. Connecting of local operators and evolution equations on network / G.Lumer // Lecture Notes Math. 1980. - V. 787. - P. 219-234.

52. Nicaise, S. Some results on spectral theory over networks, applied to nerve impuls transmission / S. Nicaise // Lecture Notes Math. Springer-Verlag, 1985.- № 1771.-P. 532-541.

53. Nicaise, S. Approche spectrale des pronlemes de diffusion sur les reseaux / S.Nicaise // Lecture Notes in Math. 1987. - V. 1235. - P. 120-140.

54. Nicaise, S. Le laplacien sur les reseaux deux-dimensionnels polygonaux topologiques / S. Nicaise // J.-Math.-Pures.-Appl. 1988. - V.67 (9), № 2. - P. 93-113.

55. Penkin, O.M. About a geometrical approach to multistructures and some qualitative properties of solutions / O.M. Penkin // Partial Differential Equations on Multistructures. // Lecture Notes Pure Appl. Math. 2001. - V. 219.-P. 183-192.

56. Roth, J.-P. Spectre du laplacien sur un graph / J.-P. Roth // C.R.Acad.Sc / Paris, 1983. -V. 296. P. 783-795.

57. Roth, J.-P. Le spectre du laplasien sur un graph / J.-P. Roth // Lecture Notes Math. Springer-Verlag, 1984. - P. 521-539.

58. Tautz, J. Transmission of vibration across honeycombs and its detection by bee leg receptors / J. Tautz, M. Lindauer, D.C. Sandeman // J. Experimental Biology. 1999. - V. 199. - P. 2585-2594.

59. Ладченко, Я.С. О нелинейных задачах, имеющих неединственное решение/ Я.С. Ладченко // Северо-Кавказский государственный технич. унив-т.- Ставрополь, 2004.-25 С.- Деп. в ВИНИТИ 15.07.04, № 1243.

60. Ладченко, Я.С. Спектральные свойства неразложимых операторов / Я.С. Ладченко // Северо-Кавказский государственный технич. унив-т.-Ставрополь, 2004.-19 С.- Деп. в ВИНИТИ 22.09.04, № 1499.

61. Ладченко, Я.С. Об одном варианте метода ускорения сходимости монотонных приближений к решению уравнения вида x = Ax+f! Я.С. Ладченко, И.Н. Обласова, О.А. Иванова // ЦИКЛЫ Материалы Шестой Международной конференции Т.2, Ставрополь 2004.-С. 29-34.

62. Ладченко, Я.С. К теории уравнений с и0- ограниченными операторами / Я.С. Ладченко // Журнал «Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки»№ 3. Ростов-на-Дону 2005.- С. 3-4.

63. Ладченко, Я.С. О методе моделирования функции влияния упругой сети / Я.С. Ладченко // Инфокоммуникационные технологии в науке и технике. Научно-техническая конференция. Ставрополь, 2006.- С. 71.

64. Ладченко, Я.С. Некоторые локальные свойства функции влияния упругой сети / Я.С. Ладченко //Современные методы теории краевых задач. Материалы Воронежской весенней математической школы «Понтрягинские чтения XVII». Воронеж, 2006.- С. 102.

65. Ладченко, Я.С. Некоторые свойства функции влияния упругой сети / Я.С. Ладченко //Сборник научных трудов. Северо-Кавказский государственный технический университет. Серия естественнонаучная. №2. Ставрополь, 2006.- С. 38-41.