m维各向异性热传导方程的奇异内边界问题研究
Study of Singular Internal Boundary Problems for m Dimensional Anisotropic Heat Conduction Equations
摘要:

本文首先建立m维无穷区域 中各向异性的热传导方程的数学模型I;寻求向量函数 使所求问题的解函数w(x,t) 在任意时刻t∈(0,T) 在该向量函数上取区域Rm中的正的最大值,即 称向量函数x=x(t) ,0<tw(x,t);x(t)} ,使其满足 (I)

Abstract:

其中:δ(x-x(t))为m维狄拉克δ-函数;热传导方程的系数矩阵A=(akj) m×m为m阶实对称非负矩阵。本文应用矩阵理论和广义特征函数法,在条件A为m阶实对称正定矩阵,A=BBT ( B∈Rm×m为正线下三角矩阵)下,获得了数学模型I的充分光滑的精确解{w(x,t);x(t)} ,其中奇异内边界的表达式是 。同时获得了m维各向异性齐次热传导方程的自由边界问题IIa和问题IIb的充分光滑的精确解,且两者的自由边界都是相同的m维向量函数表达式

In this paper, first of all, the mathematical model I is established on anisotropic heat conduction equation in m dimension infinite domain. Mathematical model I: seek {w(x,t);x(t)} , make it satisfy to

The free term of the equation is Υ(t)δ(x-x(t)) , among them, δ(x-x(t)) is m dimensional Diracfunction, Υ(t) is strength function of singular source. The exact solution {w(x,t);x(t)} of the mathematical model I is obtained by the matrix theory and the generalized eigenfunction method, under the condition that the matrix A=(akj) m×m is real symmetric positive definite matrix and A=BBT . The matrix B is a lower triangular matrix, whose main diagonal element is positive. The singular internal boundary is demonstrated as . We establish the free boundary problem IIa and problem IIb on homogeneous heat conduction equation. The problem IIa is free boundary problem in region E_(t). The problem IIb is free boundary problem in region E+(t) . It is also solves these two questions of problem IIa and IIb. These two free boundaries are the same .

文章引用:吴小庆. m维各向异性热传导方程的奇异内边界问题研究[J]. 理论数学, 2018, 8(1): 75-98. https://doi.org/10.12677/PM.2018.81011

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