О гибридном методе проектирования на устойчивое многообразие одномерного уравнения типа Бюргерса

Abstract

В работе рассматривается уравнение типа Бюргерса с полиномиальной нелинейностью и нулевыми краевыми условиями. Для интересующего диапазона параметров тождественно нулевое решение задачи является локально неустойчивым, и в его окрестности существует устойчивое многообразие, имеющее конечную коразмерность. Для приближенного построения указанного многообразия предложен комбинированный итерационный алгоритм, начальное условие для которого строится аналитическим методом и имеет квадратичную точность. Численно показано, насколько существенно данная модификация позволяет уменьшить для типичных значений параметров вычислительную сложность проецирования на искомое многообразие по сравнению со стандартным линейным приближением. Полученные результаты допускают обобщение на многомерные диссипативные уравнения широкого класса и могут применяться при решении задач асимптотической стабилизации по начальным данным, краевым условиям и правой части. The paper considers a Burgers type equation with polynomial nonlinearity and zero boundary conditions. For the range of parameters of interest, the identically zero solution of the problem is locally unstable, and in its neighborhood there exists a stable manifold having finite codimension. For the approximate construction of this manifold a combined iterative algorithm the initial data for which is constructed by an analytical method and has quadratic accuracy is proposed. It is numerically shown how significant this modification is allows to reduce the computational complexity of projection on the desired manifold for typical parameter values compared to the standard linear approximation. The results obtained allow generalization to multidimensional dissipative equations of a wide class and can be used to solve problems of asymptotic stabilization based on initial data, boundary conditions and a right-hand side.