Preview

Bulletin of State University of Education. Series: Physics and Mathematics

Advanced search

APPROXIMATION OF THE HOPF EQUATION BY LOADED EQUATIONS

https://doi.org/10.18384/2310-7251-2020-1-28-36

Abstract

Purpose. We investigate the methods for reducing first-order partial differential equations with power nonlinearity to loaded equations using the example of the Hopf equation. The solution to the reduced equation is applied to a sequential approximation of the solution to a nonlinear equation by solutions to a linearized equation. Methodology and Approach. Two methods of reduction are proposed. In the first of them, the desired function in the nonlinear term is replaced by its average value for the spatial variable. To solve an auxiliary ordinary differential equation, a second reduction is possible, namely, to an algebraic equation. In the second method, an integral transition is made to the loaded equation. The resulting auxiliary equation is solved using a partial solution to the corresponding differential inequality. Results. The proposed methods of reduction after some additional transformations allow one to obtain initial approximations for starting the iterative process of searching for approximate solutions to a nonlinear problem. The possibility of using partial solutions associated with the differential inequality equation is shown. Theoretical and Practical Implications. We have demonstrated the possibility of applying reduction to loaded equations to find approximate solutions to first-order partial differential equations with power nonlinearity.

About the Authors

O. L. Boziev
Kabardino-Balkarian State University; Institute of Computer Science and Problems of Regional Management of Kabardino-Balkarian Science Center of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation


M. A. Abazokov
Kabardino-Balkarian State University
Russian Federation


References

1. Бозиев О. Л. О приближенно-аналитическом методе решения нелинейного гиперболического уравнения с однородными начальными условиями // Вестник Московского государственного областного университета. Серия: Физика-математика. 2017. № 3. С. 43-52.

2. Нахушев А. М. Нагруженные уравнения и их применение. М: Наука, 2012. 232 с.

3. Зайцев В. Ф., Полянин А. Д. Справочник по дифференциальным уравнениям с частными производными. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 416 с.

4. Задачи по математическим методам физики / И. В. Колоколов, Е. А. Кузнецов, А. И. Мильштейн, Е. В. Подивилов и др. М.: Эдиториал УРСС, 2000. 288 с.

5. Бозиев О. Л. Решение начально-краевой задачи для нелинейного гиперболического уравнения с помощью двойной редукции к нагруженным уравнениям // Известия Кабардино-Балкарского научного центра РАН. 2014. № 4 (60). С. 7-12.

6. Ильин Ю. А. Общие вопросы интегрирования дифференциальных неравенств в явном виде // Вестник Санкт-Петербургского университета. Математика. Механика. Астрономия. 2017. Т. 4 (62). № 4. С. 597-607.

7. Ильин Ю. А. Об интегрировании дифференциальных неравенств в явном виде // Электронный журнал «Дифференциальные уравнения и процессы управления». 2015. № 1. С. 39-61. URL: https://diffjournal.spbu.ru/RU/numbers/2015.1/article.1.3.html (дата обращения: 22.10.2019).

8. Лобанов А. И., Петров И. Б. Численные методы решения уравнений в частных производных [Электронный ресурс] // Национальный Открытый Университет «ИНТУИТ» : [сайт]. URL: https://www.intuit.ru/studies/courses/1170/213/lecture/5493?page=2 (дата обращения: 12.11.2019).


Review

Views: 143


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2949-5083 (Print)
ISSN 2949-5067 (Online)