Вход на сайт

Просмотр новости

Найдите то, что Вас интересует

Низкочастотный спектр задачи Штурма – Лиувилля на геометрическом графе

Дата публикации: 30-06-2026 00:00:00

Данная работа посвящена исследованию зависимости спектра частот собственных колебаний струнной сетки от распределения массы между струнами и узлами. Сетка моделируется геометрическим графом, для которого формулируется задача Штурма – Лиувилля. Показано, что при стремлении шага сетки к нулю её динамические свой-ства приближаются к свойствам сплошной мембраны. Проведен анализ уравнения, описывающего низкочастотную часть спектра. Доказана монотонная зависимость собственных значений от линейной плотности струн. Установлено, что спектр сетки всегда заключён между спектром разностного оператора Лапласа и спектром мембраны. На основе полученных результатов дано обоснование выбора струнной сетки в качестве эффективной редукционной модели задачи о колебаниях мембраны, что, в свою очередь, приводит к уменьшению вычислительной сложности данной задачи.

Основное содержимое страницы с новостью.

Авторы
  • Андрей Александрович Поздняков Воронежский государственный университет
DOI: https://doi.org/10.52575/2687-0959-2026-58-2-130-136 Ключевые слова: геометрический граф, задача Штурма – Лиувилля, лапласиан, модель пониженного порядка Аннотация

Данная работа посвящена исследованию зависимости спектра частот собственных колебаний струнной сетки от распределения массы между струнами и узлами. Сетка моделируется геометрическим графом, для которого формулируется задача Штурма – Лиувилля. Показано, что при стремлении шага сетки к нулю её динамические свой-ства приближаются к свойствам сплошной мембраны. Проведен анализ уравнения, описывающего низкочастотную часть спектра. Доказана монотонная зависимость собственных значений от линейной плотности струн. Установлено, что спектр сетки всегда заключён между спектром разностного оператора Лапласа и спектром мембраны. На основе полученных результатов дано обоснование выбора струнной сетки в качестве эффективной редукционной модели задачи о колебаниях мембраны, что, в свою очередь, приводит к уменьшению вычислительной сложности данной задачи.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Биография автора Андрей Александрович Поздняков, Воронежский государственный университет Библиографические ссылки

Список литературы

Покорный Ю.В., Пенкин О.М., Прядиев В.Л., Боровских А.В., Лазарев К.П., Шабров С.А. Дифференциальные уравнения на геометрических графах. М.: Физматлит; 2005. 272 с.

Пенкин О.М. Некоторые вопросы качественной теории краевых задач на графах: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук. М.; 1988. 28 с.

Курант Р., Гильберт Д. Методы математической физики. Т. 1. Пер. с нем. Ю. Рабиновича и Э. Либина. М.; Л.: Гостехиздат; 1951. 476 с.

Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. М.: Наука; 1971. 552 с.

Шильдерс В., Ван дер Ворст Х., Роммес Я. Model Order Reduction: Theory, Research Aspects and Applications. Heidelberg: Springer; 2008. 471 с.

Калдыбекова Б.К., Решетова Г.В. A numerical solution of the membrane eigenproblem by the model order reduction. Сибирские электронные математические известия [Siberian Electronic Mathematical Reports]. 2017;14:1088–1099.

Бахвалов Н.С. Численные методы. Т. 1: Анализ, алгебра, обыкновенные дифференциальные уравнения. М.: Наука; 1973. 631 с.

Годунов С.К., Рябенький В.С. Разностные схемы. Введение в теорию. М.: Наука; 1973. 400 с.

Калдыбекова Б.К., Пенкин О.М. Низкая частота собственных колебаний специальной сетки из струн. Вестник КазНПУ имени Абая. Серия «Физико-математические науки». 2017;1(57):28–33.

Кулешов П.А., Диаб А.Т., Пенкин О.М. Оценка первого собственного значения лапласиана на графе. Матема-тические заметки [Mathematical Notes]. 2014;96(6):885–895.

Рихтмайер Р., Мортон К. Разностные методы решения краевых задач. М.: Мир; 1972. 418 с.

References

Pokornyi YuV, Penkin OM, Pryadiev VL, Borovskikh AV, Lazarev KP, Shabrov SA. Differentsial’nye uravneniya na geometricheskikh grafakh [Differential equations on geometric graphs]. Moscow: Fizmatlit; 2005. 272 p. (In Russ.)

Penkin OM. Nekotorye voprosy kachestvennoi teorii kraevykh zadach na grafakh [Some questions of the qualitative theory of boundary value problems on graphs]: avtoref. dis. kand. fiz.-mat. nauk. Moscow; 1988. 28 p. (In Russ.)

Courant R, Hilbert D. Metody matematicheskoi fiziki [Methods of Mathematical Physics]. Vol. 1. Transl. from German by Yu Rabinovich and E Libin. Moscow; Leningrad: Gostekhizdat; 1951. 476 p. (In Russ.)

Samarskii AA. Vvedenie v teoriyu raznostnykh skhem [Introduction to the Theory of Difference Schemes]. Moscow: Nauka; 1971. 552 p. (In Russ.)

Schilders WHA, van der Vorst HA, Rommes J. Model Order Reduction: Theory, Research Aspects and Applications. Heidelberg: Springer; 2008. 471 p.

Kaldybekova BK, Reshetova GV. A numerical solution of the membrane eigenproblem by the model order reduction.

Sibirskie elektronnye matematicheskie izvestiya [Siberian Electronic Mathematical Reports]. 2017;14:1088–1099. (In Russ.)

Bakhvalov NS. Chislennye metody. T. 1: Analiz, algebra, obyknovennye differentsial’nye uravneniya [Numerical Methods. Vol. 1: Analysis, Algebra, Ordinary Differential Equations]. Moscow: Nauka; 1973. 631 p. (In Russ.)

Godunov SK, Ryabenkii VS. Raznostnye skhemy. Vvedenie v teoriyu [Difference Schemes. An Introduction to the Theory]. Moscow: Nauka; 1973. 400 p. (In Russ.)

Kaldybekova BK, Penkin OM. Nizkaya chastota sobstvennykh kolebanii spetsial’noi setki iz strun [On the low frequencies of natural oscillations of a special grid of strings]. Vestnik KazNPU imeni Abaya. Seriya «Fiziko-matematicheskie nauki». 2017;1(57):28–33. (In Russ.)

Kuleshov PA, Diab AT, Penkin OM. Otsenka pervogo sobstvennogo znacheniya laplasiana na grafe [Estimate of the first eigenvalue of the Laplacian on a graph]. Matematicheskie zametki [Mathematical Notes]. 2014;96(6):885–895. (In Russ.)

Richtmyer R, Morton K. Raznostnye metody resheniya kraevykh zadach [Difference Methods for Initial-Value Problems]. Moscow: Mir; 1972. 418 p. (In Russ.)

Просмотров аннотации: 98

Поделиться
Как цитировать

Поздняков, А. А. (2026). Низкочастотный спектр задачи Штурма – Лиувилля на геометрическом графе. Прикладная математика & Физика, 58(2), 130-136. https://doi.org/10.52575/2687-0959-2026-58-2-130-136

Схожие новости

#Наименование новостиТональностьИнформативностьДата публикации
1Об усреднении аттракторов двумерной системы Навье – Стокса в периодическом слое с мелкими препятствиями04.3930-06-2026
2Метод возмущений в задаче о распространении суперпозиции двух электромагнитных волн в плоском слое, заполненном нелинейной средой05.4530-06-2026
3Усреднение уравнения Лаврентьева – Бицадзе в области, периодически перфорированной вдоль линии смены типа уравнения04.3930-06-2026
4Особенности термофоретического движения крупной испаряющейся капли в бинарной газовой смеси при малых относительных перепадах температуры04.7230-06-2026
5Модель случайного блуждания с сильной памятью08.2630-06-2026
6Краевая задача для уравнения Лапласа на плоскости с особенностью в младшем коэффициенте05.8430-06-2026
7Об одном нелинейном уравнении Коши – Римана с особенностью в младшем коэффициенте09.2730-06-2026
8Effects of variable viscosity, concentration and heat variation on MHD oscillatory flow for Bingham fluid through an inclined porous channel [version 2; peer review: 2 approved, 2 approved with reservations]0723-06-2026
9Спектральный фотонный квантовый кабель, предназначенный для сверхнизких температур, реализует перенос ...07.1727-07-2026
10Новая модель предсказала рекордное сужение спектра волоконного лазера7803-07-2026

Классификация: Наука. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 10. Тональность: 0. Информативность: 7.32. Источник: maths-physics-journal.ru.