Singular Nonlinear Problems for Phase Trajectories of Some Self-Similar Solutions of Boundary Layer Equations: Correct Formulation, Analysis, and Calculations
- Autores: Konyukhova N.B.1, Kurochkin S.V.1
-
Afiliações:
- Federal Research Center “Computer Science and Control,” Russian Academy of Sciences
- Edição: Volume 63, Nº 2 (2023)
- Páginas: 245-261
- Seção: Ordinary differential equations
- URL: https://clinpractice.ru/0044-4669/article/view/664890
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044466923020096
- EDN: https://elibrary.ru/BNBCUI
- ID: 664890
Citar
Resumo
We study a singular initial value problem for a nonlinear non-autonomous ordinary differential equation of the second order, defined on a semi-infinite interval and degenerating in the initial data for the phase variable. The problem arises in the dynamics of a viscous incompressible fluid as an auxiliary problem in the study of self-similar solutions of the boundary layer equations for a stream function with a zero pressure gradient (plane-parallel laminar flow in a mixing layer). It is also of independent mathematical interest. Using the previously obtained results on singular nonlinear Cauchy problems and parametric exponential Lyapunov series, a correct formulation and a complete mathematical analysis of this singular initial value problem are given. Restrictions on the “self-similarity parameter” for the global existence of solutions are formulated, two-sided estimates of solutions, and results of calculations of the phase trajectories of solutions for different values of this parameter are given.
Palavras-chave
Sobre autores
N. Konyukhova
Federal Research Center “Computer Science and Control,” Russian Academy of Sciences
Email: nadja@ccas.ru
119333, Moscow, Russia
S. Kurochkin
Federal Research Center “Computer Science and Control,” Russian Academy of Sciences
Autor responsável pela correspondência
Email: kuroch@ccas.ru
119333, Moscow, Russia
Bibliografia
- Конюхова Н.Б., Курочкин С.В. Сингулярные нелинейные задачи для автомодельных решений уравнений пограничного слоя с нулевым градиентом давления: анализ и численное решение// Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 2021. Т. 61. № 10. С. 1619–1645.
- Диесперов В.Н. Исследование автомодельных решений, описывающих течения в слоях смешения// Прикл. матем. и механ. 1986. Т. 50. Вып. 3. С. 403–414.
- Диесперов В.Н. Поведение автомодельных решений уравнения пограничного слоя с нулевым градиентом давления// Сообщ. по прикл. матем. ВЦ АН СССР. М.: ВЦ АН СССР, 1986.
- Диесперов В.Н. Об одной задаче в теории слоев смешения// Прикл. матем. и механ. 1996. Т. 60. Вып. 6. С. 1008–1020.
- Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1974.
- Олейник О.А., Самохин В.Н. Математические методы в теории пограничного слоя. М.: Наука, 1997.
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973.
- Андронов А.А., Леонтович Е.А., Гордон И.И., Майер А.Г. Качественная теория динамических систем второго порядка. М.: Наука, 1966.
- Ляпунов А.М. Общая задача об устойчивости движения. М.–Л.: Гостехтеоретиздат, 1950.
- Конюхова Н.Б. О стационарной задаче Ляпунова для системы квазилинейных уравнений с частными производными первого порядка// Дифференц. ур-ния. 1994. Т. 30. № 8. С. 1384–1395.
- Конюхова Н.Б. Об устойчивых многообразиях Ляпунова для автономных систем нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений// Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1994. Т. 34. № 10. С. 1358–1379.
- Конюхова Н.Б. Гладкие многообразия Ляпунова и сингулярные краевые задачи// Сообщ. по прикл. матем. ВЦ РАН. М.: ВЦ РАН, 1996.
- Коддингтон Э.А., Левинсон Н. Теория обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Изд-во иностр. лит., 1958.
- Вазов В. Асимптотические разложения решений обыкновенных дифференциальных уравнений. М.: Мир, 1968.
- Конюхова Н.Б. Сингулярные задачи Коши для систем обыкновенных дифференциальных уравнений // Ж. вычисл. матем. и матем. физ. 1983. Т. 23. № 3. С. 629–645.
Arquivos suplementares
