Аннотация:
Рассмотрена серия начально-краевых задач для уравнения ионно-звуковых волн в плазме. Для каждой из них доказана локальная (по времени) разрешимость и проведено аналитико-численное исследование разрушения решения. Методом пробных функций получены достаточные условия разрушения решения за конечное время и оценка сверху на время разрушения. В конкретных численных примерах эти оценки уточнены численно методом сгущения сеток. Таким образом, аналитическая и численная части исследования взаимно дополняют друг друга. Промежуток времени для численного счета выбирается согласно аналитически полученной оценке сверху на время разрушения решения. В свою очередь, численное моделирование уточняет момент и характер этого разрушения.
Библиография: 23 наименования.
Ключевые слова:
разрушение решения, нелинейная начально-краевая задача, уравнения соболевского типа, экспоненциальная нелинейность, экстраполяция по Ричардсону.
Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты №№ 15-01-03524, 16-32-00011, 16-01-00755, 16-01-00437, 14-01-00182 и 14-01-00208).
Образец цитирования:
М. О. Корпусов, Д. В. Лукьяненко, А. А. Панин, Е. В. Юшков, “О разрушении решений одного полного нелинейного уравнения ионно-звуковых волн в плазме с некоэрцитивными нелинейностями”, Изв. РАН. Сер. матем., 82:2 (2018), 43–78; Izv. Math., 82:2 (2018), 283–317
M. O. Korpusov, E. A. Ovsyannikov, “Local solvability, blow-up, and Hölder regularity of solutions to some Cauchy problems for nonlinear plasma wave equations: I. Green formulas”, Comput. Math. and Math. Phys., 62:10 (2022), 1609–1631
М. О. Корпусов, А. А. Панин, А. Е. Шишков, “О критическом показателе “мгновенное разрушение” versus “локальная разрешимость” в задаче Коши для модельного уравнения соболевского типа”, Изв. РАН. Сер. матем., 85:1 (2021), 118–153; M. O. Korpusov, A. A. Panin, A. E. Shishkov, “On the critical exponent “instantaneous blow-up” versus “local solubility” in the Cauchy problem for a model equation of Sobolev type”, Izv. Math., 85:1 (2021), 111–144
M. O. Korpusov, “Nonlinear Equations of the Theory of Ion-Sound Plasma Waves”, Comput. Math. and Math. Phys., 61:11 (2021), 1886
А. А. Панин, Г. И. Шляпугин, “Локальная разрешимость и глобальная неразрешимость одной модели
ионно-звуковых волн в плазме”, Матем. заметки, 107:3 (2020), 426–441; A. A. Panin, G. I. Shlyapugin, “Local Solvability and Global Unsolvability of a Model of Ion-Sound Waves in a Plasma”, Math. Notes, 107:3 (2020), 464–477
М. О. Корпусов, Е. А. Овсянников, “Взрывная неустойчивость в нелинейных волновых моделях с распределенными параметрами”, Изв. РАН. Сер. матем., 84:3 (2020), 15–70; M. O. Korpusov, E. A. Ovsyannikov, “Blow-up instability in non-linear wave models with distributed parameters”, Izv. Math., 84:3 (2020), 449–501
М. О. Корпусов, “Разрушение и глобальная разрешимость в классическом смысле задачи Коши для формально гиперболического уравнения с некоэрцитивным источником”, Изв. РАН. Сер. матем., 84:5 (2020), 119–150; M. O. Korpusov, “Blow-up and global solubility in the classical sense of the Cauchy problem for a formally hyperbolic equation with a non-coercive source”, Izv. Math., 84:5 (2020), 930–959
М. О. Корпусов, А. Н. Левашов, Д. В. Лукьяненко, “Аналитико-численное исследование вопроса о разрушении за конечное время решения начально-краевой задачи для нелинейного уравнения Клейна–Гордона”, Ж. вычисл. матем. и матем. физ., 60:9 (2020), 1503–1512; M. O. Korpusov, A. N. Levashov, D. V. Lukyanenko, “Analytical-numerical study of finite-time blow-up of the solution to the initial-boundary value problem for the nonlinear Klein–Gordon equation”, Comput. Math. Math. Phys., 60:9 (2020), 1452–1460
И. И. Колотов, А. А. Панин, “О непродолжаемых решениях и разрушении решений псевдопараболических
уравнений с коэрцитивной и знакопостоянной нелинейностями: аналитическое
и численное исследование”, Матем. заметки, 105:5 (2019), 708–723; I. I. Kolotov, A. A. Panin, “On Nonextendable Solutions and Blow-Ups of Solutions of Pseudoparabolic Equations with Coercive and Constant-Sign Nonlinearities: Analytical and Numerical Study”, Math. Notes, 105:5 (2019), 694–706
М. О. Корпусов, А. К. Матвеева, Д. В. Лукьяненко, “Диагностика мгновенного разрушения решения в нелинейном уравнении теории волн в полупроводниках”, Вестн. ЮУрГУ. Сер. Матем. моделирование и программирование, 12:4 (2019), 104–113
Dmitry Lukyanenko, Nikolay Nefedov, Lecture Notes in Computer Science, 11386, Finite Difference Methods. Theory and Applications, 2019, 72
M. O. Korpusov, D. V. Lukyanenko, A. A. Panin, G. I. Shlyapugin, “On the blow-up phenomena for a 1-dimensional equation of ion sound waves in a plasma: analytical and numerical investigation”, Math. Methods Appl. Sci., 41:8 (2018), 2906–2929