автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Метод установления и его применение для численного моделирования некоторых обратных задач теплообмена

кандидата физико-математических наук
Худышкина, Елена Вячеславовна
город
Челябинск
год
2006
специальность ВАК РФ
05.13.18
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Метод установления и его применение для численного моделирования некоторых обратных задач теплообмена»

Автореферат диссертации по теме "Метод установления и его применение для численного моделирования некоторых обратных задач теплообмена"

На правах рукописи

Худышкина Елена Вячеславовна

УДК 517.948

МЕТОД УСТАНОВЛЕНИЯ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ НЕКОТОРЫХ ОБРАТНЫХ ЗАДАЧ ТЕПЛООБМЕНА

05.13.18 — математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Челябинск — 2006

Работа выполнена в Челябинском государственном университете на кафедре вычислительной математики

Научный руководитель Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор физико-математических наук, профессор В.П. Танана доктор физико-математических наук, профессор Л.Д. Менихес кандидат физико-математических наук, доцент Т.Н. Рудакова Государственный ракетный центр „КБ им. академика Макеева"

Защита состоится "27"апреля 2006 года в 13 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.296.02 по присуждению ученой степени доктора физико-математических наук при Челябинском государственном университете по адресу:

454021, Челябинск, ул. Бр. Кашириных, 129, конференц-зал.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Челябинского государственного университета.

Н

Автореферат разослан "^тГ. "марта 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук, профессор

И. Ухоботов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Объект исследования. Диссертация посвящена исследованию метода установления и его применению для решения конкретных обратных задач теплообмена.

Актуальность темы. При математическом моделировании многих процессов и явлений, происходящих в природе и обществе, приходится сталкиваться с задачами, не удовлетворяющими требованиям корректности Адамара. Поэтому для их решения необходимо привлечение методов теории условно-корректных задач, основы которой заложены в трудах академиков А.Н. Тихонова, М.М. Лаврентьева и чл.-корр. РАН В.К. Иванова. На сегодяшний день эта теория хорошо развита и нашла отражение во многих монографиях.

Широкое применение в промышленности находят обратные задачи, которые, как правило, являются некорректными. Кроме того, в этих задачах предъявляются повышенные требования точности, поэтому для их решения необходимо применение оптимальных методов как наиболее точных. Построением оптимальных по точности методов и получением оценок погрешности занимаются такие математики как А.Л. Агеев, В.В Арестов, А.Б. Бакушинский, Г.М. Вайникко, В.В. Васин, А.Л. Леонов, В.А. Морозов, В.П. Танана, Г.В. Хромова, А.Г. Ягола и др.

Однако, при решении конкретных обратных задач не были получены оценки приближенного решения, хотя этот вопрос является наиболее актуальным при решении обратных задач теплообмена. Впервые подход к получению таких оценок для метода проекционной регуляризации был предложен в работе В.П. Тананы.1

Настоящая работа представляет собой продолжение исследований в этом направлении для метода установления.

Цель работы. Исследовать метод установления на различных классах корректности, применить его для решения обратных задач теплообмена и получить оценки приближенного решения. Реализовать численное решение рассмотренных задач.

1Танана В.П. Об оптимальности по порядку метода проекционной регуляризации при решении обратных задач.//Сиб. журн. инд. матем. 2004. Т. 7, № 2.

С. 117-132.

Методы исследования. В работе используются методы теории функций и функционального анализа, методы теории некорректных задач.

Научная новизна. Доказана оптимальность по порядку метода установления на степенном и логарифмическом классах корректности и получены оценки точности метода на этих классах. Найдены решения и оценки их точности для некоторых обратных задач теплообмена с подвижной границей. Получено численное решение некоторых обратных задач теплообмена.

Практическая значимость. Основные результаты диссертационной работы имеют значение для получения точных оценок при решении обратных задач теплообмена и для решения задач такого типа.

Апробация работы. Основные результаты докладывались и обсуждались на Всероссийской конференции „Алгоритмический анализ неустойчивых задач" (Екатеринбург, 2004 г.), на XXXVI и XXXVII региональной молодежной школе-конференции „Проблемы теоретической и прикладной математики" (Екатеринбург, 2005 и 2006 г.), на XVI Воронежской весенней математической школе „Современные методы теории краевых задач" в честь 100-летия академика С.М. Никольского (Воронеж, 2005 г.), в Государственном ракетном центре „КБ им. академика Макеева" (Миасс, 2005 г.), на научном семинаре кафедры функционального анализа ЮУрГУ, на научном семинаре кафедры вычислительной математики ЧелГУ.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1]-[10], список которых приводится в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав и списка литературы, изложена на 103 страницах. Библиографический список содержит 79 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится обоснование актуальности выбранной области исследования, сделан краткий обзор результатов, получен-йых другими авторами в области некорректных задач. Излагаются основные результаты диссертации.

Первая глава посвящена исследованию метода установления. Вводятся основные понятия и определения, встречающиеся в работе. До-

казана оптимальность по порядку метода установления на степенном и логарифмическом классах корректности.

Рассмотрим операторное уравнение первого рода

Аи = /.

(1)

Определение. Множество М будем называть классом корректности для уравнения (1), если сужение А^1 оператора Л-1 на множество N = АМ равномерно непрерывно.

Определение. Семейство операторов {Т$ : 0 < 6 < 6о} будем называть методом приближенного решения уравнения (1) на множестве М, если для любого 6 € (0, <5о] оператор Т$ непрерывно отображает пространство Р в V и

равномерно на множестве М при условии, что — Аио\\ < 6.

Пусть А — линейный ограниченный инъективный оператор. Тогда регуляризующее семейство операторов в методе установления задается формулой

где {Еа : а € [0, || Л||]} — разложение единицы, порождённое оператором \/А*А. За приближенные решения щ и й} уравнения (1) примем элементы, определяемые формулами

—> ио при 6 —> О

(2)

при или > 36,

при Ш|<3<*,

где I = Ь{8) — решение уравнения ||Аи^ — /¿|| = 36, и

(3)

при Щ\>3у/б, при ||/Л||<3 у/б,

где I = Т(5) — решение уравнения \\Аи\ — /$|| = 3у/б.

Теорема 1.1.5. Формула (3) для любого 5 € (0, <5о] задает непрерывное отображение пространства Р в II.

Теорема 1.1.6. Формула (4) для любого 8 е (0, ¿о] задает непрерывное отображение Т{ пространства Р в £7.

Определение. Множество М С V будем называть классом равномерной регуляризации для уравнения (1), если на нём существует метод приближённого решения этого уравнения.

Пусть Мг = ВБг, В -.V ^ I/, 5Г = {к £ У : \\ь\\ < г}, В — д{А\'2).

Определение. Если д(сг) = сгр, р > 0, то множество Мг будем называть степенным классом равномерной регуляризации

Определение. Если д(а) — 1п-в где о € [О, ЦАЦ2], д > О, а > \\А\\2, то множество Мг будем называть логарифмическим классом равномерной регуляризации

Обозначим С[Р, II] множество всех операторов Р, непрерывно отображающих пространство Р в С/. Количественную характеристику точности метода определим соотношением

Д(Р) = зир{||и - Р/г|| : и е М, - /5|| < 5}

и обозначим через Д£р* величину, определяемую формулой

А?11 = ш£{Д(Р): Р 6 С[Р, С/]}.

Определение. Метод {Т& : 0 < 6 < ¿о} будем называть оптимальным по порядку на классе равномерной регулЛризации М, если 3к такое, что 46 е (0, ¿о]

Д(Тг) < кА$>1.

_ Л •

Теорема 1.2,1. Метод {Тд}, определенный формулой (3), оптимален по порядку на степенном классе решений МГ) а его точность характеризуется величиной

Д{Та) < (5+ у/р+

Теорема 1.2.2. Метод {Т$}, определенный формулой (4), оптимален по порядку на логарифмическом классе МГ! а его точность

характеризуется величиной

^('♦riSsKfr^Sr

Аналогичные теоремы доказаны и в случае, когда оператор А является вполне непрерывным.

В дальнейшем методы {Тд} и {Тд}, определяемые формулами (3) и (4) соответственно, будем называть методами установления.

Вторая глава посвящена конкретным обратным задачам теплообмена и состоит из двух параграфов.

В первом параграфе описаны типы обратных задач и специфика обратных задач теплообмена (ОЗТ).

Во втором параграфе приводится обоснование применения теории условно-корректных задач для решения ОЗТ. Описан способ измерения исходных данных с использованием термопар. Исследованы и решены две граничные обратные задачи теплообмена с подвижными границами.

Задача I (Обратная задача тепловой диагностики двигателя).

Рассмотрим дифференциальное уравнение

^£)=^£))Гдехе[о,ад,5>о. (5)

Функцию h(s) € С2[0, оо] считаем известной, причём А(0) = и для неё ЭТ > 0 такое, что при s > Т h(t) — х\ >0. На отрезке [0,Т] функция h{s) строго убывает. Кроме того, заданы условия:

и(х,0) = <р(х), х е [0,Х\], (6)

u(0, s) = 0, я > 0, (7)

и{х0,s) = /(s), 0 < хо < х\, (8)

а граничное значение

u'x(h(s),s) = u(s) (9)

подлежит определению.

Предположим, что 3 Т\ > Т такое, что

Vs > Tj û(s) =0, û^O,

û(0) = û/(0) = 0,

(и)

(12)

Будем считать, что искомая функция йо(s) = [uo(h(s), s)]'x в задаче (5)-(9) удовлетворяет условиям (10)—(12), а соответствующее ей значение /о(з) = tto(xo, s) нам не известно. Вместо него задано некоторое непрерывно-дифференцируемое приближение /¿(s) из пространства Хг[0, оо] и уровень погрешности 6 такие, что

Требуется по паре (/¿,<5) определить приближённое решение ««(<) задачи (5)—(9) наиболее близкое к ®о(<) на классе корректности Мг, определяемом формулой

и получить точную оценку погрешности этого решения на классе Мг.

Поставленная задача (5)-(9) с подвижной границей с помощью последовательности замен переменных сводится к задаче с постоянной границей:

(13)

Мг = {й(з) : ïï(s) G W^O, оо], )]û\\2wl = Г [(û(s))2 + (tZ'is))2]^ < г2}

2 J о

(14)

'ОО

, х € [0,1], s > О,

(15)

и(х, 0) = 0, х е [0,1], и(0, з) = 0, s > 0, <(0,s) = Ç(s).

(16) (17)

(18)

Искомая функция

и'х(1,а) = z(s).

(19)

Полученная задача (15)—(19) с помощью синус и косинус преобразований Фурье сводится к обыкновенному дифференциальному уравнению, решая которое получаем операторное уравнение первого рода

А8(Л) = (ch fiVX) ¿(А) = ¿(Л), (20)

где А : Н Я,Я = Ь2[0, оо) + гЬ2[0,оо),ß = ^-(1 + г).

Приближенное решение уравнения (20), полученное методом установления, имеет вид

zs{X,t) = ^ch^cosy^ + ishy^sm^/l^ х

Ч'—Н-з^гаи})^1 <21>

Параметр регуляризации t(5) выбераем из условия

Г lä(A)|2dA = 96. Jt(S)

Погрешность приближенного решения zj(А, t), определенного формулой (21), характеризуется величиной

p« - ¿о|| < h In-2 (i) . (22)

Здесь 1х — некоторая константа, а ¿о — точное решение уравнения (20).

Теорема 2.2.1. Оценка (22) является точной по порядку на классе (14), а используемый для решения уравнения (20) метод установления {?$} оптимален по порядку на этом классе.

Задача II (Обратная задача непрерывной разливки стали). Рассмотрим дифференциальное уравнение

в котором t > 0, у е [0, h(0) = уо > О, h(t) — непрерывная, ограниченная, строго возрастающая функция. Кроме того, заданы условия:

Т(у,0) = у>(у), уе[0,уо],

T(h(t),t) = 0, t> 0, (24)

« = #), «>0,

а граничное условие задачи

T(0,t) = T0(t) _ (25)

подлежит определению.

Выполнив замены переменных, сведем задачу (23)-(25) к задаче с постоянной границей

u(z, 0) = 0, (26)

и(0, s) = 0, <(0 ,s) = f(s), а граничное значение

u(l,s) = ü(s) (27)

подлежит определению.

Предположим, что при f{s) = fo{s) € Ьг[0, оо) задача (26)-(27) имеет точное решение щ(s), которое удовлетворяет условиям:

"о(0) = йо(0) = 0, •

üo(s) € И^[0,оо),

где [0, оо) — гфостранство C.J1. Соболева и для любого а > 0

ад€£![0,а], (29)

но вместо точного значения известно fs(s) € £-2(0,00) и уровень погрешности 5 такой, что || fs — /о II < à-

Задача (26)-(27) с помощью синус и косинус преобразований Фурье сводится к к обыкновенному дифференциальному уравнению, решая которое получаем операторное уравнение

Ай(А) = цу/Х (вЬ /х\/а) й(Л) = /¿(Л), (30)

где А :Н ->Н,Н = Ь2[0, оо) + И2[0, оо), ц = ^(1 + г).

Так как точное решение щ{з) = «о(1,з) нашей задачи удовлетворяет условиям (28)-(29), то класс равномерной регуляризации Мг определяем следующим образом:

Мг = {и0 е Ж^оо): и0(0) = «¿(О) = 0, ||гю|| < г, € 1а[0,а]}.

(31)

Уравнение (30) приводим к виду

Сй( А) = М\), (32)

где

Сй(А) = ——^=й(Л)

Приближенное решение уравнения (32), полученное методом установления, имеет вид

Параметр регуляризации Ь(6) выбираем из условия

Для приближённого решения й$(\, £) уравнения (32), определяемого формулой (33), справедлива оценка

||й*-йо||<*21п-2(у), (34)

где ¿2 — некоторая константа, а йо — соответствующее точное решение уравнения (32).

4 Теорема 2.2.2. Оценка (34) является тонной по порядку на классе (31), а метод установления оптимален по порядку на этом классе.

В третьей главе содержится численное решение некоторых обратных задач, полученное с использованием математической экспертной системы Ма^САБ 12. 1. Ретроспективная ОЗТ:

причём функция /(я) задана с точностью S, а функцию <р{х) требуется определить. Предполагаем, что 3Xi, Т\ <0 <Т такое, что существует решение задачи (35)-(37) при t — и u(Ti, х) <Е 1/2[0,1], но показатель гладкости Т\ не известен.

Для задачи (35)-(37) найденно численное решение, когда а{х) = х2, Т= 1/2, Т\ = —Т и u(Ti,x) — 1 — \2х — 1|.

Приближенное решение задачи (35)-(37), полученное методом установления, является более точным, чем решение этой задачи, найденное методом проекционной регуляризации. Сравнение этих методов выполнено для уравнения теплопроводности с постоянным коэффициентом температуропроводности, так как в случае, если этот коэффициент переменный, метод проекционной регуляризации не применим.

(О < х < 1, 0 < t < Т), (35)

u(t,0) — u(t, 1) = О, и(0, х) = <р(х), и(Т, х) = f(x),

(36)

(37)

2. Граничная ОЗТ:

, х€ [0,1], t >0,

и(х, 0) = 0, u(0, t) =0,

Фо, t) = /(t), во €[0,1],

(38)

граничное значение

u(l,t) = w(t)

(39)

подлежит определению.

Построена разностная схема для решения задачи (38)-(39), неявная по х и явная по Для вычисления значений функции (39) метод установления применяется N раз (ТУ — число шагов по ¿). Для оценки точности определения значений искомой функции в зависимости от погрешности исходных данных они возмущаются с помощью генераторов псевдослучайных чисел пилообразно, по нормальному закону распределения плотности вероятностей и по равномерному закону распределения плотности вероятностей.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Доказана оптимальность по порядку метода установления на степенном и логарифмическом классах корректности.

2. Метод установления применен для решения граничных обратных задач теплообмена и получены неулучшаемые оценки погрешности приближенных решений.

3. Получено численное решение ретроспективной и граничной ОЗТ с помощью метода установления.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

[1] Худьппкина Е.В. Метод установления для решения операторных уравнений первого рода. //Тезисы докладов XXVI студенческой научной конференции. Челябинск, изд-во ЧелГУ, 2003. С. 14.

[2] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальности метода установления. //Вестник ЧелГУ. Серия 3. Математика. Механика. Информатика. 2003. №1(7). С. 165-173.

[3] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальности метода установления. //Обратные и некорректно поставленные задачи: Тез. докл. VIII Всероссийской конференции. Москва, МАКС Пресс, 2003. С. 59.

[4] Худышкина Е.В. Об оптимальности метода установления. //Алгоритмический анализ неустойчивых задач: Тез. докл. Всерос. науч. конф. — Екатеринбург, Изд-во Урал, ун-та, 2004. С. 87.

[5] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальном методе решения одной обратной задачи Стефана. //Современные методы теории функций и смежные проблемы: Тез. докл. Воронежской зимней математической школы. — Воронеж, ВГУ, 2005. С. 225-226.

[6] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальном методе решения одной обратной задачи Стефана. //Проблемы теоретической и прикладной математики: Сборн. трудов XXXVI региональной молодежной конф. — Екатеринбург, изд-во УрГУ, 2005. С. 208-211.

[7] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальном по порядку методе решения одной обратной задачи тепловой диагностики. //Современные методы теории краевых задач: Тез. докл. Воронежской весенней математической школы. — Воронеж, ВГУ, 2005. С. 152.

[8] Танана В.П., Худышкина Е.В. Решение обратной задачи для уравнения теплопроводности методом установления. //Известия Челябинского научного центра. 2005. Вып. 2(28). С. 1-3.

[9] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальном методе решения одной обратной задачи тепловой диагностики. //Вестник ЮУр-ГУ. Серия математика, физика, химия. 2005. Вып. 6, №6(46). С. 50-53.

[10] Танана В.П., Худышкина Е.В. Об оптимальном методе решения одной обратной задачи Стефана. //Сиб. журн. инд. матем. 2005. Т. 8, № 4. С- 124-130.

1-46 9®

' г

\

ь

Подписано в печать 2/О 3 Об. Формат 60 х 84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. ¿¿.9, Уч.-изд. л. Тираж 100 экз. Заказ . Бесплатно.

ГОУВПО "Челябинский государственный университет" 454021 Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129.

Полиграфический участок Издательского центра Челябинского государственного университета 454021 Челябинск, ул. Молодогвардейцев, 57в.

Оглавление автор диссертации — кандидата физико-математических наук Худышкина, Елена Вячеславовна

Введение

1 Исследование метода установления

1.1 Понятия и определения.

1.2 Исследование оптимальности метода установления на различных классах корректности.

2 Обратные задачи теплообмена

2.1 Введение в проблему.

2.2 Решение обратных задач теплообмена. t 2.2.1 Обратная задача тепловой диагностики двигателя.

2.2.2 Обратная задача непрерывной разливки ^ стали.

3 Численное решение обратных задач

3.1 Применение метода установления для решения ретроспективной обратной задачи теплообмена.

3.2 Применение метода установления для решения граничных обратных задач.

Введение 2006 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Худышкина, Елена Вячеславовна

При математическом моделировании многих процессов и явлений, происходящих в природе и обществе, приходится сталкиваться с задачами, не удовлетворяющими требованиям корректности Адамара [75]. Следствием этого является непригодность для их решения традиционных методов. Для создания новых методов, использующих особенности исходной математической модели, необходимо привлечение теории условно-корректных задач.

Эта теория была заложена в основополагающих трудах академиков А.Н. Тихонова, М.М. Лаврентьева и член-корреспондента РАН В.К. Иванова. Развитие этой теории происходило в математических центрах, созданных и возглавляемых этими выдающимися математиками.

При создании этой теории следует отметить серьезный научный вклад, который внесли своими работами следующие математики: В.Я. Арсении, A.J1. Агеев, А.Б. Бакушинский, A.JI. Бухгейм, Г.М. Вайникко, Ф.П. Васильев, В.В. Васин, В.А. Винокуров, А.В. Гончарский, В.Б. Гласко, A.M. Денисов, В.И. Дмитриев, И.Н. Домбров-ская, И.В. Емелин, П.Н. Заикин, В. В. Иванов, А.С. Ильинский, М.А. Красносельский, А.С. Леонов, А.С. Лисковец, Л.Д. Менихес, И.В. Мельникова, В.А. Морозов, А.И. Прилепко, В.Г. Романов, В.Н. Страхов, В.П. Тапапа, A.M. Федотов, Г.В. Хромова, А.В. Чечкин,

А.Г. Ягола и другие математики.

К настоящему моменту накоплен значительный теоретический и прикладной материал, который частично отражен в известных монографиях: А.Н. Тихонова, В.Я. Арсенина [65], М.М. Лаврентьева [25], В.К. Иванова, В.В. Васина, В.П. Тананы [22], А.Н. Тихонова, А.В. Гончарского, В.В. Степанова, А.Г. Яголы [68], М.М. Лаврентьева, В.Г. Романова, С.П. Шишатского [27], В.П. Тананы [50], В.П. Тананы, М.А. Реканта, С.И. Янченко [53], Морозова В.А. [37], А.Б. Бакушинского, А.В. Гончарского [8], A.M. Федотова [70], А.Н. Тихонова, А.С. Леонова, А.Г. Яголы [69], В.В. Васина, А.Л. Агеева [13], О.А. Лисковца [30] и многих других, что является несомненным признаком зрелости соответствующего раздела прикладной математики. За рубежом наибольший вклад в данной области сделан следующими математиками: Franklin J.N. [73]; Gullum J. [74]; Miller К. [77], [78]; Phillips D.L. [79].

При решении обратных и некорректно поставленных задач к численным методам предъявляется повышенное требование точности. В связи с этим, одним из актуальнейших вопросов является построение оптимальных методов, как наиболее точных. Построением и исследованием оптимальных и оптимальных по порядку методов занимаются давно и в этом направлении получено большое число результатов. Особо следует отметить построение оптимальных по точности методов и получение точных оценок их погрешностей в работах А.Л. Агеева [1], Г.М. Вайникко [9]-[10], В.В. Васина [11]-[12], В.Н. Страхова [47], В.П. Тананы [48]—[50], [52], [54], Melkman А. Micchelli С. [76].

В теории условно-корректных задач можно выделить три основпых направления.

1. Теория регуляризуемости, связанная с решением проблемы существования регуляризующих алгоритмов в банаховых простран-страх. Это направление связано с исследованиями В.А. Винокурова, Л.Д. Менихеса и других математиков.

2. Сравнение методов по точности и исследование их на оптимальность. Это направление, возникшее в работах В.К. Иванова, В.Н. Страхова, нашло своё продолжение в работах таких математиков как В.В. Васин, В.П. Танана.

3. Построение численных методов решения некорректных задач. Отправной точкой этого направления являются работы А.Н. Тихонова, В.К. Иванова и М.М. Лаврентьева. В его основу было положено численное решение конкретных задач математической физики.

Натоящая работа относится ко второму и к третьему направлениям. Это связано с тем, что при математическом моделировании обратных и условно-корректных задач существенную роль играют погрешности исходных данных, с которыми нельзя не считаться. Одной из актуальных проблем при решении обратных задач является оценка влияния погрешности исходных данных на получаемое приближенное решение, поэтому в настоящей работе получению оценок уделяется большое внимание. В более ранних работах ([6], [14]) доказывалась устойчивость приближенного решения, полученного тем или иным методом, но конкретная зависимость решения от погрешности входных данных впервые была получена в трудах В.П. Та-наны [49]-[51]. Эти исследования продолжены в настоящей работе.

Математическая сложность решения подобных задач заключается в необходимости применения спектральной теории для несамосопря-жепных операторов. Обратные задачи теплообмена с подвижными границами находят широкое применение в различных областях тех-пики [2], [3], [5], [14], [24], [34], [45].

Работа состоит из введения, трёх глав и списка литературы.

Библиография Худышкина, Елена Вячеславовна, диссертация по теме Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

1. Агеев A.J1. К вопросу о построении оптимального метода решения линейного уравнения I рода./A.JI. Агеев //Известия вузов. Математика. 1983. Т. 250, № 3. С. 67-68.

2. Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов./ О.М. Алифанов //М., Машиностроение. 1979. 216 с.

3. Алифанов О.М. Алгоритмы диагностики тепловых нагрузок летательных аппаратов./О.М. Алифанов, В.К. Зайцев, Б.М. Панкратов//Под ред. акад. В.П. Мишина. М., Машиностроение. 1983. — 168 с.

4. Алифанов О.М. Обратные задачи теплообмена./О.М. Алифанов //М., Машиностроение. 1988. — 279 с.

5. Алифанов О.М. Определение граничных условий в процессе тепловых газодинамических испытаний./О.М. Алифанов, Е.А. Артюхин//ТВТ. 1978. Т. 16, № 4. С. 819-825.

6. Алифанов О.М. Экстремальные методы решения некорректных задач и их приложения к обратным задачам теплообмена. / О.М. Алифанов, Е.А. Артюхин, С.В. Румянцев//М., Наука. 1988. 285 с.

7. Бакушинский А.Б. К вопросу о стабилизации решений линейных дифференциальных уравнений в гильбертовом пространстве./А.Б. Бакушинский//Матем. заметки. 1971. Т.9, № 4. С. 415-420.

8. Бакушинский А.Б. Некорректные задачи. Численные методы и приложения./А.Б. Бакушинский, А.В. Гончарский//М., Изд-во МГУ. 1989. 199 с.

9. Вайникко Г.М. Оценки погрешности метода последовательных приближений для некорректных задач./Г.М. Вайникко//АиТ. 1980. № 3. С. 84-92.

10. Вайникко Г.М. Оценки погрешности методов регуляризации для нормально разрешимых задач./Г.М. Вайникко//Жури, выч. мат. и мат. физ. 1985. Т.25, № 10. С. 1443-1456.

11. Васин В.В. Методы решения операторных уравнений с априорной информацией./В.В. Васин//Числе1шые методы и оптимизация. Таллинн. 1988. С. 70-80.

12. Васин В.В. Оптимальные методы вычисления значений неограниченных операторов./В.В. Васин//Киев. 1977. — 17 с.

13. Васин В.В. Некорректные задачи с априорной информацией./В.В. Васин, A.JI. Агеев//Екатеринбург, Наука. 1993. — 261 с.

14. Гольдман H.JI. Обратные задачи Стефана. Теория и методы решения./H.J1. Гольдман//М.: Изд-во МГУ, 1999. — 294 с.

15. Дистель Д. Геометрия банаховых пространств./Д. Ди-стель//Киев, Вища школа. 1980. — 215 с.

16. Диткин В.А. Интегральные преобразования и операционное исчисление. /В.А. Диткин, А.П. Прудников//М.: Наука, 1961. 524 с.

17. Емелин И.В. К теории некорректных задач/И.В. Емелин, М.А. Красносельский//ДАН СССР. 1979. Т.244, № 4. С. 805808.

18. Иванов В.К. О приближенном решении операторных уравнений первого рода./В.К. Иванов//Ж. выч. мат. и мат.физ. 1966. Т.6, № 6. С.1089-1094.

19. Иванов В.К. О линейных некорректных задачах./В.К. Ива-нов//ДАН СССР. 1962. Т. 145, № 2. С. 270-272.

20. Иванов В.К. О равномерной регуляризации неустойчивых за-дач./В.К. Иванов//Сиб. мат. журн. 1966. Т.7, № 3. С. 546-558.

21. Иванов В.К. Об одном типе некорректных линейных уравнений в векторных топологических пространствах./В.К. Ива-нов//Сиб. мат. журн. 1965. Т.6, № 4. С. 832-839.

22. Иванов В.К. Теория линейных некорректных задач и её приложения./В.К. Иванов, В.В. Васин, В.П. Танана//М.: Наука, 1978. 208 с.

23. Иванов В.К. Об оценке погрешностей при решении линейных некорректно поставленных задач./В.К. Иванов, Т.И. Королюк//Жури. выч. матем. и матем. физ. 19G9. Т.9, N2 1. С. 30-41.

24. Исаков Г.Н. Определение характеристик тонкослойных теплозащитных покрытий из решения обратных задач тепло- и мас-сопереноса./Г.Н. Исаков, А.Я. Кузин, В.Н. Савельев, Ф.В. Ер-молаев//Физика горения и взрыва. 2003. Т.39, № 5. С. 86-96.

25. Лаврентьев М.М. О некоторых некорректных задачах математической физики./М.М. Лаврентьев//Новосибирск: Изд-во СО АН СССР. 1962. 92 с.

26. Лаврентьев М.М. Условно-корректные задачи для дифференциальных уравнений./М.М. Лаврентьев//Новосибирск: Изд-во НГУ. 1973. 71 с.

27. Лаврентьев М.М. Некорректные задачи математической физики и анализа./М.М. Лаврентьев, В.Г. Романов, С.П. Шишат-ский//М., Наука. 1980. — 288 с.

28. Лаврентьев М.М. Теория операторов и некорректные задачи./М.М. Лаврентьев, Л.Я. Савельев//Новосибирск, Ин-т матем. СО РАН. 1999. 702 с.

29. Леонов А.С. О специальном тихоновском регуляризующем алгоритме для некорректных задач с истокообразно представи-мыми решениями./Леонов А.С.//Тезисы докладов Всероссийской научной конференции. Екатеринбург: изд-во Уральского ун-та. 2001. 327 с.

30. Лисковец О.А. Вариационные методы решения неустойчивых задач./О.А. Лисковец//Минск, Наука и техника. 1981. — 343 с.

31. Лыков А.В. Теория теплопроводности./А.В. Лыков//М., Высшая школа. 1967. — 599 с.

32. Менихес Л.Д. Конечномерная аппроксимация в методе М.М. Лаврептьева/Л.Д. Менихес, В.П. Танана//Сиб. ж. выч. мат. 1998. Т. 1, № 1. С. 59-66.

33. Мишин В.П. Обратные и сопряжённые задачи теплообме-на./В.П. Мишин//ИФЖ. 1977. Т.ЗЗ, № 6. С. 965-966.

34. Моделирование тепловых режимов космического аппарата и окружающей его среды. //Под ред. акад. Г.И. Петрова. М., машиностроение. 1981. — 382 с.

35. Морозов В.А. О регуляризующих семействах операторов./В.А. Морозов//Вычисл. методы и программирование. М.: Изд-во МГУ, 1967. С. 63-93.

36. Морозов В.А. О регуляризации некорректно поставленных задач и выборе пераметра регуляризации./В.А. Моро-зов//Журн. выч. матем. и матем. физ. 1966. Т.6, N2 1. С. 170175.

37. Морозов В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач./В.А. Морозов//М., Изд-во МГУ. 1974. — 360 с.

38. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике.// Под ред. проф. В.К. Кошкина. М., Машиностроение. 1975. 623 с.

39. Платунов Е.С. Теплофизические измерения в монотонном режиме./Е.С. Платунов//Л., Энергия. 1973. — 143 с.

40. Полежаев Ю.В. Проблемы нестационарного прогрева теплозащитных материалов./Ю.В. Полежаев, В.Е. Киллих, Ю.Г. На-рожный//ИФЖ. 1975. Т.29, № 1. С. 39-44.

41. Полежаев Ю.В. О методе определения теплопроводности высокотемпературных материалов при нестационарном нагре-ве./Ю.В. Полежаев, Ю.Г. Нарожпый, В.Е. Сафонов//ТВТ. 1973. Т.11, № 3. С. 609-615.

42. Полежаев Ю.В. Тепловая защита./Ю.В. Полежаев, Ф.Б. Юре-вич//М., Энергия. 1976. 392 с.

43. Рудин У. Функциональный анализ./ У. Рудин//М., Мир. 1975. 448 с.

44. Симбирский Д.Ф. Температурная диагностика двигателей./Д.Ф. Симбирский//Киев, Техника. 1976. — 208 с.

45. Смирнов А.Н. Процессы непрерывной разливки./А.Н. Смирнов, B.JT. Тимошенко, А.А. Минаев, С.В. Момот, Ю.Н. Бело-бродов //Донецк. Дон. НТУ, 2002. 536 с.

46. Страхов В.Н. О решении линейных некорректных задач в гильбертовом пространстве./В.Н. Страхов//Дифференц. уравнения. 1970. Т.6, № 8. С. 1490-1495.

47. Страхов В.Н. О построении оптимальных по порядку приближенных решений условно-корректных задач./В.Н. Стра-хов//Дифференц. уравнения. 1973. Т.9, № 10. С. 1862-1874.

48. Тан an а В.П. О классификации некорректно поставленных задач и оптимальных методах их решения./В.П. Танана//Изв. вузов. Математика. 1977. № 11. С. 106-112.

49. Танана В.П. О новом подходе к оценке погрешности методов решения некорректно поставленных задач./В.П. Тана-па//СибЖИМ. 2002. Т.5, № 4. С. 150-163.

50. Танана В.П. Методы решения операторных уравне-ний./В.П. Танана//М., Наука. 1981. 160 с.

51. Танана В.П. Об оптимальности по порядку метода проекционной регуляризации при решении обратных задач./В.П. Тана-на//Сиб. журн. инд. матем. 2004. Т.7, № 2. С. 117-132.

52. Танана В.П. Об оптимальности регуляризующих алгоритмов при решении некорректных задач./В.П. Танана, А.Р. Данилин// Дифференц. уравнения. 1976. Т.12, № 7. С. 1323-1326.

53. Танана В.П. Оптимизация методов решения оператор-пых уравнений./В.П. Танана, М.А. Рекант, С.И. Янчен-ко//Свердловск: изд-во Уральского ун-та. 1987. — 200 с.

54. Танана В.П. Исследование на оптимальность метода регуляризации для задач с неинъективным оператором./В.П. Танана, Т.Н. Рудакова//МВ и ССО. ЧелГУ. Челябинск. 1991. 14 с. Деп. в ВИНИТИ 25.02.91, № 887-В91.

55. Танана В.П. Об оптимальных методах решения линейных уравнений первого рода с приближённо заданным оператором./В.П. Танана, Я.М. Севастьянов//Сиб. жури. выч. мат. 2003. Т.6, № 2. С. 205-208.

56. Танана В.П. Об оптимальности метода установления./В.П. Та-нана, Е.В. Худышкина//Вестник ЧелГУ. Челябинск, изд-во ЧелГУ, 2003. С.

57. Танана В.П. Решение обратной задачи для уравнения теплопроводности методом установления./В.П. Танана, Е.В. Ху-дышкина//Известия Челябинского научного центра. 2005. Вып. 2(28). С. 1-3.

58. Танана В.П. Об оптимальном методе решения одной обратной задачи тепловой диагностики./В.П. Танана, Е.В. Худышкина/ /Вестник ЮУрГУ. Серия математика, физика, химия. 2005. Вып. 6, №6(46). С. 50-53.

59. Танана В.П. Об оптимальном методе решения одной обратной задачи Стефана./В.П. Танана, Е.В. Худышкина//Сиб. журн. инд. матем. 2005. Т. 8, № 4. С. 124-130.

60. Танана В.П. Об оптимизации методов регуляризации вырожденных операторных уравнений первого рода./В.П. Танана, С.И. Янченко//ДАН. 1988. Т.298, № 1. С. 49-52.

61. Тихонов А.Н. Об устойчивости обратных задач./А.Н. Тихо-нов//ДАН СССР 1943. Т.39, № 5. С. 195-198.

62. Тихонов А.Н. Обратные задачи теплопроводности./А.Н. Тихо-пов//ИФЖ. 1975. Т.29, № 1. С. 7-12.

63. Тихонов А.Н. О решении некорректно поставленных задач и методе регуляризации. //ДАН СССР. 1963. Т. 151 № 3. С. 501504.

64. Тихоиов А.Н. О регуляризации некорректно поставленных за-дач./А.Н. Тихонов//ДАН СССР. 1963. Т. 153 № 1. С. 49-52.

65. Тихонов А.Н. Методы решения некорректных задач./А.Н. Тихонов, В.Я. Арсенин//М., Наука. 1979. — 288 с.

66. Тихонов А.Н. О приближённом решении интегральных уравнений первого рода./А.Н. Тихонов, В.Б. Гласко//Журн. выч. матем. и матем. физ. 1964. Т.4, № 3. С. 564-571.

67. Тихонов А.Н. Применение метода регуляризации к нелинейным задачам./А.Н. Тихонов, В.Б. Гласко//Журн. выч. матем. и матем. физ. 1965. Т.5, № 3. С. 463-473.

68. Тихонов А.Н. Численные методы решения некорректных задач./А.Н. Тихонов, А.В. Гончарский, В.В. Степанов, А.Г. Яго-ла//М., Наука. 1990. 232 с.

69. Тихонов А.Н. Нелинейные некорректные задачи./А.Н. Тихонов, А.С. Леонов, А.Г. Ягола//М., Наука. 1995. — 311 с.

70. Федотов A.M. Линейные некорректные задачи со случайными ошибками в данных./A.M. Федотов//Новосибирск, Наука. 1982. 190 с.

71. Фридман А. Уравнения с частными производными параболического типа./А. Фридман//М.: Мир, 1968. — 427 с.

72. Худышкина Е.В. Об оптимальности метода установления./Е.В. Худышкина//Тезисы докладов Всероссийской конференции Алгоритмический анализ неустойчивых задач. Екатеринбург, Изд-во Уральского университета, 2004. С.87.

73. Franklin J.N. On Tikhonov's method for ill-posed problems./J.N. Franklin//Math. Comput. 1974. T.28, № 128. P. 889-907.

74. Gullum J. Numerical differentiation and regularisation./J. Gullurn//SIAM J. Numer. Anal. 1967. T.8, № 2.

75. Hadamard J. Le probleme de Cauchy et les equations aux dirivees partielles lineaires hyperboliques./J. Hadamard //Paris, Hermann. 1932.

76. Melkman A. Optimal estimation of linear operators in Hilbert spaces from inaccurate data./A. Melkman, C. Micchelli//SIAM J. Numer. Anal. 1979. T.16, № 1.

77. Miller K. Three circle theorems in parcial differential equations and applicaions to improperly posed problems./К. Miller//Arch. Ration. Mech. Anal. 1964. T.16, № 2. P. 126-154.

78. Miller K. Least squares methods for ill-posed problems with a prescribed bound./K. Miller//SIAM J. Math. Anal. 1970. T.l, № 1. P. 52-74.

79. Phillips D.L. A technique for the numerical solution of certain integral equations of the first kind./D.L. Phillips//J. Assoc. Comput. Mach. 1962. T.9, № 1. P. 84-97.