|
Алгебра и анализ, 2021, том 33, выпуск 2, страницы 136–196
(Mi aa1751)
|
|
|
|
Статьи
Асимптотика спектра смешанной краевой задачи для оператора Лапласа в тонкой веретенообразной области
С. А. Назаровab, Я. Таскиненc a Математико-механический факультет, С.-Петербургский государственный университет, Университетская набережная, 7/9, 199034 Санкт-Петербург, Россия
b Институт Проблем Машиноведения РАН, Большой проспект, В.О., 61, 199178, Санкт-Петербург, Россия
c Departament of Mathematics and Statistics, University of Helsinki, P.O. Box 68, 00014, Helsinki, Finland
Аннотация:
Изучена асимптотика решений спектральной задачи для оператора Лапласа в $d$-мерной тонкой, диаметром $O(h)$, веретенообразной области $\Omega^h$ с условием Дирихле на малых, размером $h\ll1$, концевых конических зонах $\Gamma^h_\pm$ и условием Неймана на остальной части границы $\partial \Omega^h$. В пределе при $h\rightarrow+0$ появляется обыкновенное дифференциальное уравнение на оси веретена $(-1,1)\ni z$ с коэффициентом, вырождающимся в точках $z=\pm1$, причем без краевых условий, так как требование ограниченности собственной функции делает предельную спектральную задачу корректной. Выведятся оценки погрешностей одномерной модели, но приходится в случае $d=3$ строить пограничные слои около множеств $\Gamma^h_\pm$, а в случае $d=2$ — производить самосопряженное расширение оператора. Параметры расширения линейно зависят от $\ln h$, а его собственные числа суть аналитические функции переменной $1/|\ln h|$. В итоге во всех размерностях одномерная модель приобретает степенную точность $O(h^{\delta_d})$ с показателем $\delta_d>0$. В особой обработке нуждаются первые (наименьшие) собственные числа — положительное в $\Omega^h$ и нулевое на $(-1,1)$. Также обсуждаются полные асимптотические ряды, статическая задача (без спектрального параметра) и родственные формы тонкой области.
Ключевые слова:
тонкая веретенообразная область, оператор Лапласа, асимптотика собственных чисел, пограничный слой, самосопряженные расширения.
Поступила в редакцию: 14.04.2020
Образец цитирования:
С. А. Назаров, Я. Таскинен, “Асимптотика спектра смешанной краевой задачи для оператора Лапласа в тонкой веретенообразной области”, Алгебра и анализ, 33:2 (2021), 136–196; St. Petersburg Math. J., 33:2 (2022), 283–325
Образцы ссылок на эту страницу:
https://www.mathnet.ru/rus/aa1751 https://www.mathnet.ru/rus/aa/v33/i2/p136
|
Статистика просмотров: |
Страница аннотации: | 284 | PDF полного текста: | 34 | Список литературы: | 59 | Первая страница: | 40 |
|