Рассматривается однородная задача Дирихле для p(x)-эллиптического уравнения анизотропной диффузии-абсорбции с ограничением значений диффузионного потока. Изучается семейство приближённых решений, получаемых с помощью метода штрафа с применением интегрального оператора штрафа А. Каплана. Устанавливается, что семейство приближённых решений при стремлении малого параметра регуляризации к нулю слабо сходится к решению исходной задачи в пространстве Соболева первого порядка с переменным показателем и что имеет место свойство равномерной аппроксимации в классах функций, непрерывных по Гёльдеру.
Идентификаторы и классификаторы
Одним из распространённых подходов к исследованию таких задач является метод штрафа, который позволяет эффективно изучать отмеченные выше вопросы о существовании и качественных свойствах решений и к тому же является конструктивным в том смысле, что позволяет аппроксимировать решения исходной односторонней задачи с помощью семейств решений приближённых задач безусловной минимизации. Метод штрафа является методом этой статьи. С помощью интегральной версии функции штрафа, предложенной А. Капланом [10], удаётся получить новые результаты об аппроксимации решения задачи нелинейной диффузии-абсорбции с ограничением на градиент в терминах равномерной сходимости (в Cloc(Ω)).
Список литературы
1. Acerbi E., Mingione G. Regularity results for electrorheological fluids: the stationary case // C. R. Math. Acad. Sci. Paris. - 2002. - Vol. 334. - P. 817-822. EDN: YJVNMD
2. Acerbi E., Mingione G., Seregin G.A. Regularity results for parabolic systems related to a class of non-Newtonian fluids // Ann. Inst. H. Poincar’e. - 2004. - Vol. 21. - P. 25-60.
3. Antontsev S.N., Rodrigues J.F. On stationary thermo-rheological viscous flows // Ann. Univ. Ferrara. - 2006. - Vol. 52. - P. 19-36. EDN: RRGOWX
4. Ruˇziˇcka M. Electrorheological Fluids: Modeling and Mathematical Theory // Lecture Notes in Mathematics. Vol.1748. - Berlin: Springer, 2000. - xv+176 p.
5. Aboulaich R., Meskine D., Souissi A. New diffusion models in image processing // Comput. Math. Appl. - 2008. - Vol. 56. - P. 874-882.
6. Chen Y., Levine S., Rao M. Variable exponent, linear growth functionals in image resoration // SIAM J. Appl. Math. - 2006. - Vol. 66. - P. 1383-1406.
7. Guo Z., Liu Q., Sun J., Wu B. Reaction-diffusion systems with p(x)-growth for image denoising // Nonlinear Anal. Real World Appl. - 2011. - Vol. 12. - P. 2904-2918.
8. Antontsev S.N., Shmarev S. Evolution PDEs with Nonstandard Growth Conditions: Existence, Uniqueness, Localization, Blow-up. // Atlantis Studies in Differential Equations. Vol.4. - Paris: Atlantis Press, 2015. - xvii+409 p.
9. Diening L., Harjulehto P., H¨ast¨o P., Ruˇziˇcka M. Lebesgue and Sobolev Spaces with Variable Exponents // Lecture Notes in Mathematics. Vol.2017. - Berlin: Springer, 2011. - x+509 p. EDN: OKROBN
10. Гроссман К., Каплан А.А. Нелинейное программирование на основе безусловной оптимизации. - Новосибирск: Наука, 1981.
11. Байокки К., Пухначёв В.В. Задачи с односторонними ограничениями для уравнений Навье-Стокса и проблема динамического краевого угла // Прикл. мех. и техн. физ. - 1990. - № 2(180). - С. 27-40. EDN: XWHXZA
12. Чеботарёв А.Ю. Вариационные неравенства для оператора типа Навье - Стокса и односторонние задачи для уравнений вязкой теплопроводной жидкости // Мат. заметки. - 2001. - Т. 70, № 2. - С. 296-307. EDN: LGKEUX
13. Facciolo G., Lecumberry F., Almansa A. et al. Constrained anisotropic diffusion and some applications // Proceedings of the British Machine Conference / Ed. by Mike Chantler, Bob Fisher and Manuel Trucco. - BMVA Press, 2006. - P. 107.1-107.10.
14. Гончарова А.В., Саженкова Т.В. Применение штрафных функций в решении экстремальных задач с ограничениями // МАК: “Математики - Алтайскому краю”: сборник трудов всероссийской конференции по математике. - Барнаул: Изд-во Алтайского гос. ун-та, 2016. - С. 33-35. EDN: WKJGLL
15. Саженков А.Н., Саженкова Т.В., Пронь С.П. Об исследовании одного класса штрафных функций // Труды семинара по геометрии и математическому моделированию: сб. статей. - Вып.2. / Под ред. Е.Д. Родионова. - Барнаул: Изд-во Алтайского гос. ун-та, 2016. - С. 86-88.
16. Саженкова Т.В., Саженков А.Н., Плотникова Е.А. О применении одного класса интегральных штрафных функций при решении вариационных задач // Известия Алтайского гос. ун-та. - 2018. - № 1(99). - С. 123-126. EDN: YRHJAE
17. Саженкова Т.В., Саженков С.А. Аппроксимация решения односторонней задачи анизотропной диффузии-абсорбции // Труды семинара по геометрии и математическому моделированию. - 2018. - № 4. - С. 15-24. EDN: VUTYBY
18. Саженкова Т.В., Саженков С.А. Аппроксимация решения нестационарной односторонней задачи диффузии-абсорбции // МАК: “Математики - Алтайскому краю”: сборник трудов всероссийской конференции по математике с международным участием. - Барнаул: Изд-во Алтайского гос. ун-та, 2020. - С. 85-88. EDN: QDIGRP
19. Sazhenkova T.V., Sazhenkov S.A. Kaplan’s penalty operator in approximation of a diffusion-absorption problem with a one-sided constraint // Siberian Electronic Mathematical Reports. - 2019. - Vol. 16. - P. 236-248. EDN: REOHDN
20. Экланд И., Темам Р. Выпуклый анализ и вариационные проблемы. - М.: Мир, 1979.
21. Решетняк Ю.Г. Теоремы устойчивости в геометрии и анализе. - Новосибирск: Наука, 1982.
22. Киндерлерер Д., Стампаккья Г. Введение в вариационные неравенства и их приложения. - М.: Мир, 1983.
23. Лионс Ж.-Л. Некоторые методы решения нелинейных краевых задач. - М.: Мир, 1972.
24. Griffin J.D., Kolda T.G. Nonlinearly constrained optimization using heuristic penalty methods and asynchronous parallel generating set search // Applied Mathematics Research eXpress. - 2010. - Vol. 2010, Issue 1. - P. 36-62.
25. Kaplan A.A. Convex programming algorithms using smoothing of exact penalty functions // Siberian Math. J. - 1982. - Vol. 23. - P. 491-500.
26. Kaplan A., Tichatschke R. Some results about proximal-like methods // Recent Advances in Optimization. Lecture Notes in Economics and Mathematical Systems. Vol.563 / Ed. by A. Seeger. - Berlin, Heidelberg, New York: Springer-Verlag, 2006. - P. 61-86.
27. Колмогоров А.Н., Фомин С.В. Элементы теории функций и функционального анализа. - М.: Наука, 1981. EDN: QJMRRN
28. Tao T. An Introduction to Measure Theory. - AMS, 2011. - xvi+206 p.
29. Натансон И.П. Теория функций вещественной переменной. - М.: Наука, 1974.
30. Дьедонне Ж. Основы современного анализа. - М.: Мир, 1964.
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье рассматривается методы для построения оптимального пути с учетом специфики окружающей обстановки. Начиная от создания графа и заканчивая самим поиском пути. Все действия будут производиться на подробной карте местности, т. е. на карте, на которой изображены все различимые объекты местности.
В современном мире ведутся активные исследования в области анализа пространственных данных. Под пространственными данными в нашем случае понимаются спутниковые изображения, которые составляют основу информационного обеспечения геоинформационных систем. В статье описывается корреляционный метод поиска объектов на спутниковых изображениях.
В статье приводится детальное доказательство единственности меры длины отрезка в евклидовой геометрии, основанной на системе аксиом Гильберта [1]. Обоснования, представленные в учебной литературе [2–5] сжаты и существенно опираются на единственность меры на классе отрезков, являющихся рациональными частями эталона, о чём умалчивается как о само собой разумеющемся факте. Игнорируется сама возможность зависимости меры от точки отсчёта, в частности, от выбора конца отрезка, с которого начинается измерение. Но если для отрезков, кратных эталону при измерении с одного конца, кажется прозрачным, что укладывание эталона с другого конца даст то же самое целое число, то в остальных случаях это совсем не очевидно.
В настоящее время можно наблюдать взрывной рост в использовании сети Интернет и мобильных телефонов, а сближение двух этих технологий открывает широкий диапазон новых возможностей на уже процветающем рынке мультимедиа. Эти возможности побуждают к проведению исследований, которые могут и должны выявить недостатки существующих методов обработки цифровых данных и показать пути их (методов) оптимизации для удовлетворения современных нужд рынка.
В данной работе рассмотрена проблема необходимости проведения экспертизы при реализации инвестиционных проектов. В разработанной математической модели эффективность проекта оценивается показателем NPV. В модели используются априорные оценки дополнительной информации, снижающей неопределенность при принятии решений.
Задача оценки причинных эффектов представляет собой сравнение состояния объекта с учетом и без учета вмешательства и оценки ожидаемой величины полученных различий целевого признака. В работе рассматривается сравнительный анализ методов оценки причинных эффектов на примере производства продукции растениеводства в Алтайском крае. Оценке подлежит причинный эффект от применения интенсивной технологии, предполагающей внесение удобрений и применение средств защиты растений. Тестировались следующие методы: парное сравнение средних, линейная регрессия и матчинг методы (Propensity Score Matching), позволяющие сбалансировать выборку по основным индикативным признакам. Результаты показали, что согласно всем рассматриваемым методам интенсификация производства, даже в засушливых условиях 2012 года привела в ожидаемому росту продуктивности пшеницы, средний ожидаемый эффект от применения интенсивной технологии варьируется от 3,12 ц/га до 3,71 ц/га. Полученные результаты демонстрируют возможность получения более корректных оценок причинных эффектов на основе сбалансированных выборок, использование простого сравнения средних приводит к недооценке или переоценке получаемого эффекта. Также в статье проанализированы ограничения и особенности применения метода Propensity Score Matching в социально-экономических исследованиях.
Проведен анализ способов сбора информации о пользователях на различных площадках в сети интернет. Рассмотрен способ извлечения информации из социальной сети “ВКонтакте”. Для создания информационной базы исследования было выбрано наиболее информативный, на наш взгляд, раздел - список групп, в которых состоит пользователь. В процессе исследования был разработан алгоритм разбора текста до уровня понимания компьютером. С помощь наивного байесовского классификатора реализована классификация социального положения пользователя. Этот же алгоритм без каких-либо изменений можно адаптировать к классификации интересов пользователя.
Предложен вариант оценки самообразовательной компетентности выпускника вуза, разработанный методами нечеткого моделирования. Итоговый показатель развития самообразовательной компетентности выпускника моделируется из показателей развития универсальных и обще профессиональных самообразовательных компетенций студента, сформированных в процессе обучения.
В работе освящен вопрос использования систем компьютерной математики при исследовании гладких регулярных кривых. В системах прикладных программ Maxima и SageMath разработаны алгоритмы, позволяющие вычислять кривизну и кручение кривой по заданным входным параметрам - векторному уравнению кривой.
Данная работа направлена на определение конформно-киллинговых векторных полей на неразложимом эйнштейновом симметрическом четырехмерном лоренцевом многообразии. Для вычисления конформно киллинговых полей используется система координат Бринкмана.
Среди свободно распространяемых универсальных математических систем особое место занимают Maxima и SageMath. В статье приводится авторская реализация компьютерных моделей в среде данных пакетов прикладных программ, позволяющая определять первую и вторую квадратичные формы поверхности.
В данной работе рассматривается задача об охране картинной галереи в случае, когда план галереи представляет собой ортогональный многоугольник с вершинами в узлах целочисленной решетки. Проводится точная оценка на число охранников, а также разрабатывается жадный алгоритм расстановки охранников. Для реализации алгоритма выбран язык программирования Python.
В работе на данных модельной задачи рассматривается процесс оптимизации стоимости выполнения проекта при заданном (директивном) сроке его выполнения, то есть рассматриваются вопросы оптимального согласования стоимости реализации проекта и интенсивности его реализации. При этом речь идёт об использовании трудовых ресурсов различного уровня квалификации и различного уровня технической оснащённости, что выражается в различной стоимости, как оплаты труда, так и стоимости прочей оснащённости проекта. На основе модельной задачи разработан программный продукт на языке программирования C++ для численных расчётов временных характеристик комплексов работ.
Издательство
- Издательство
- АлтГУ
- Регион
- Россия, Барнаул
- Почтовый адрес
- 656049, Алтайский край, город Барнаул, проспект Ленина, дом 61
- Юр. адрес
- 656049, Алтайский край, город Барнаул, проспект Ленина, дом 61
- ФИО
- Бочаров Сергей Николаевич (Руководитель)
- E-mail адрес
- rector@asu.ru
- Контактный телефон
- +7 (385) 2291291
- Сайт
- https://www.asu.ru/