Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Математичне моделювання та обчислювальні методи


Гулік Людмила Іванівна. Математична модель та методи розв'язання тривимірної задачі теплопровідності з використанням інтерфлетації функцій : Дис... канд. наук: 01.05.02 - 2008.



Анотація до роботи:

Гулік Л.І. Математична модель та методи розв’язання тривимірної задачі теплопровідності з використанням інтерфлетації функцій. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи. – Харківський національний університет радіоелектроніки, м. Харків, 2008.

Дисертацію присвячено розробці принципово нового методу побудови математичної моделі тривимірної задачі теплопровідності за допомогою операторів інтерфлетації та інтерлінації функцій. Розроблено теоретичні основи розв’язання еліптичних просторових крайових задач у вигляді операторів наближення функції у випадку трьох змінних. В роботі запропоновано загальну методику знаходження розв'язку граничних задач з використанням таких операторів, а також теоретично і практично підтверджено ефективність такого підходу до розв'язання просторових граничних задач. На основі вищезгаданої методики побудовано математичну модель тривимірної задачі теплопровідності.

Крім того, вдосконалено МСЕ напівдискретного типу, що виникає при розв’язанні системи методу ЛІДР у випадку двох змінних, за рахунок врахування структури матриці системи. При аналітичному розв'язку системи методу ЛДІР запропоновано метод, який дозволяє привести системи інтегро-диференціальних рівнянь до вигляду, в якому системи розпадаються на окремі рівняння. Це дозволяє записати розв'язок цих систем в явному вигляді без використання матриці Гріна, що при подальших перетвореннях приводить до системи п’яти матричних рівнянь. Використання кронекерового добутку матриць дозволяє явно виписати матриці коефіцієнтів цієї системи, що робить доступною чисельну реалізацію цього методу.

В дисертаційній роботі одержано результати, які в сукупності є подальшим узагальненням і розвитком теорії наближення функції операторами інтерфлетації, інтерлінації та інтерполяції, а також фундаментальною основою загального підходу до математичного моделювання й розв’язання задач тривимірної теплопровідності із використанням інтерфлетацій функцій. Результати роботи є теоретичною основою розв’язання важливої наукової проблеми розв’язання тривимірних задач теплопровідності.

1. У роботі проведено аналіз сучасного стану існуючих засобів математичного моделювання та розв’язання тривимірних крайових задач теплопровідності. В результаті аналізу встановлено необхідність розв’язання наступних задач:

- збільшення точності розв’язку без необхідності згущення сітки;

- зменшення часу на знаходження розв’язку задачі;

- точне задовільнення граничних умов для тривимірних областей з криволінійною границею.

2. Побудовано оператор сплайн-інтерлінації, що побудований на основі формул сплайн-інтерфлетації, та доведено теорему про оцінку похибки наближення цим оператором.

3. Розроблено оператор інтерфлетації функції трьох змінних на піраміді с однією криволінійною гранню та доведено теорему про оцінку похибки наближення цим оператором.

4. Розроблено оператор інтерфлетації функції трьох змінних на паралелепіпеді з однією криволінійною гранню та доведено теорему про оцінку похибки наближення цим оператором.

5. Розроблено метод точного задовольнення граничним умовам Діріхле у випадку тривимірних областей складної форми.

6. Викладено загальну ідею побудови наближеного розв'язку граничної задачі методом ЛІДР у випадку трьох просторових змінних та схему МСЕ у тривимірному випадку, що має точність методу ЛІДР.

7. Досліджено структуру матриць системи вже відомого МСЕ напівдискретного типу, на основі чого вдалось зменшити кількість арифметичних операцій, необхідну для отримання розв'язку.

8. Запропоновано та досліджено новий підхід до розв'язання системи методі ЛІДР, який дозволяє записати розв'язок цих систем у явному вигляді без використання матриці Гріна, що при подальших перетвореннях приводить до системи п’яти матричних рівнянь. Використання кронекерового добутку матриць дозволяє явно виписати матриці коефіцієнтів такої системи, що робить доступною чисельну реалізацію такого методу.

9. Практичне значення результатів підтверджується їх впровадженням. Результати дисертаційної роботи впроваджено в держбюджетних науково-дослідних роботах та в навчальний процес Української інженерно – педагогічної академії.

10. Побудовані в роботі математичні моделі, методи та алгоритми можуть бути використані для розв’язання ряду практичних задач, що можуть бути описані за допомогою рівнянь теплопровідності. Практичне використання результатів роботи дозволяє значно підвищити точність отриманих розв’язків та швидкість їх отримання.

Публікації автора:

1. Гулік Л.І., Литвин О.М. Про один підхід до розв'язання граничної задачі Діріхле для рівняння Пуассона з використанням інтерлінації // Доповіді НАН України. 2004. - № 1. - С. 13-18.

2. Гулик Л.И., Литвин О.Н. Новый подход к решению задачи Дирихле для уравнения Пуассона с использованием интерлинации функций // Компьютерная математика. 2004. - № 1. - C. 125-133.

3. Гулік Л.І., Литвин О.М. Інтерлінація функцій трьох змінних на системі ортогональних прямих // Доповіді НАН України. 2004. - № 11. - С. 16-22.

4. Гулик Л.И., Литвин О.Н. Интерфлетация функций трех переменных на пирамиде с одной криволинейной гранью // Кибернетика и системный анализ. 2005. - № 6. - С. 32-49.

5. Гулік Л.І. Інтерфлетація функцій трьох змінних на паралелепіпеді з однією криволінійною гранню // Матеріали десятої міжнародної наукової конференції ім. Академіка М. Кравчука (13-15 травня 2004 року, Київ), С. 357.

6. Гулік Л.І. Точне задовільнення умов Діріхле на границі трьохвимірної області складної форми за допомогою інтерфлетації // Тези доповідей міждержавної науково-методичної конференції (26-28 травня 2004 року, Дніпродзержинськ), С. 14-15.

7. Гулік Л.І., Литвин О.М. Точне задовільнення граничних умов для трьохвимірної області складної форми за допомогою інтерфлетації // Праці міжнародної конференції "Питання оптимізації обчислень (ПОО-XXXII)" (19-23 вересня 2005 року, с. Кацивелі (Крим)), С. 66.

8. Гулік Л.І. Про задовільнення граничним умовам мішаного типу на границі двовимірних областей складної форми // Праці міжнародного симпозіуму "Питання оптимізації обчислень (ПОО-XXXIII)" (23-28 вересня 2007 року, с. Кацивелі (Крим)), С. 82.