Учебники / [Филяев К.Ю.] Математические задачи энергетики
.pdf-
U'iyck(k) = Ui'(k−1) + q(U'i(k) − Ui'(k−1) );
U'iyck'(k) = Ui''(k−1) + q(U'i'(k) − Ui''(k−1) ),
q,
, 1,1...1,4.
1.4.5.
-
.
.
, .
, . -
, . -
, , ,
, .
,
– ( « »).
. ,
. ( )
. -
, , , ,
.
81
2.
2.1.
– ,
. , -
.
( , ,
.) ( -
-
,
.).
, ,
,
. , ,
, -
.
, -
, :
1) -
; 2) ,
.
, -
. -
-
, -
82
. , ,
, . -
. , -
( ,
).
, -
, .
,
. , -
, .
:
1), ;
2)– ;
;
4);
5);
6), .
[1.8, §3.2; 1.9, §10.1].
2.2.
– -
-
[1.8, §4.1]. , -
( ) ( ), -
( ). ,
,
.
83
. -
, .
[1.8, §4.1; 1.9, . 11]:
1) ( ) –
, , , -
,
.; 2) ( ) –
, , , , -
,
.
3) – -
.
2.3.
2.3.1.
.
, . -
, ( , )
, -
. ,
, -
, , -
84
. , -
, -
, .
, .
,
, – -
.
, -
, -
, ( ,
).
, , [1.8, §8.1]:
1) , -
, , -
, ; 2) , -
, ,
. -
( -
).
2.3.2.
-
( ), [1.8, §8.1]:
m æ |
|
d |
2 |
xi |
+ B |
|
dxi + C |
|
x |
ö |
= F (t ). |
(2.1) |
||
å |
çA |
ji |
|
ji |
ji |
÷ |
||||||||
ç |
dt |
2 |
|
dt |
|
i ÷ |
j |
|
||||||
j,i=1 |
è |
|
|
|
|
|
|
ø |
|
|
85
xi – i , -
; Aji, Bji, Cji – , -
i(xi); Fj(t) – -
,
.
Fj(t) = Fj0 (2.2)
xi(t) = xi0; dxi/dt = 0; d2xi/dt2 = 0;
m
åC ji xi0 = Fj0 . j,i=1
, .
.
. -
|
|
Fj(t) – Fj0 = fj(t); |
(2.2 ) |
xi(t) – xi0 = xi; |
(2.2 ) |
dxi/dt = d xi/dt; |
(2.2 ) |
d2xi/dt2 = d2 xi/dt2. |
(2.2 ) |
,
( ), i(xi), -
(2.1), , -
.
:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
dΦ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Φ |
i |
(x |
i |
)= Φ |
i |
x( |
+ |
) |
|
i |
|
x |
i |
|
|
|
|
|
|
|
(2.3 ) |
||||
|
|
|
|
|
i0 |
|
|
dxi |
|
x i0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
, i(xi) , |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∂Φ |
|
|
|
|
|
|
|
∂Φ |
i |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Φ |
(x |
i |
|
)= Φ |
i |
|
x( |
+ |
) |
i |
|
|
x |
1 |
+ |
|
|
x |
2 |
+ .... |
(2.3 ) |
||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
i |
|
|
|
|
|
i0 |
|
∂x1 |
|
x10 |
|
∂x2 |
|
x20 |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
86
,
(2.1) 9:
m æ |
d |
2 |
Dxi |
|
dDxi |
ö |
= f j(t ). |
|
||
å |
ç |
|
+ b ji |
÷ |
(2.4) |
|||||
ça ji |
|
dt |
2 |
dt |
+ cjiDxi ÷ |
|||||
j,i=1 |
è |
|
|
|
ø |
|
|
aji, bji, cji ¶ /¶xi,
: (¶ /¶xi)|xi0.
– (2.1), -
.
(2.4)
åm (a jip2 + b jip + c ji = 0 . |
(2.5) |
j,i=1
:
1)– , ;
2)– -
, .
fj(t) ¹ 0,
. -
,
( 0 ),
, ,
0 .
(2.4)
fj(t).
.
____________________________________________________________________
9 ,
.
, .
87
2.3.3.
, 1893 . . -
,
, -
( ),
. [1.8, §8.1]:
I. , -
,
,
.
,
.
II.
, -
,
.
, -
, -
. -
( ) (2.1), -
( , -
).
. , -
, -
. -
88
, -
. . [1.8, . 235].
2.3.4.
-
, .
. 2.1
, . 2.1, ,
ìP1 = j1(d1,U,w); ïïQ1 = y1(d1,U,w);
ïP2 = j2 (d2 ,U,w); (2.6)
íïQ2 = y2 (d2 ,U,w);
ïïP = j(U,w); ïQ = y(U,w). î
. .
, -
. 1, 2, , Q
, 1, 2, U, w – .
89
, -
, : P* = / = /
= *, * = w*0 *, w*0 » 1. ( -
) . -
-
.
, ,
, :
ì |
¶P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶P |
|
|
|
|
|
|
æ ¶P |
|
|
|
¶P |
|
ö |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
ï |
1 |
Dd + |
0 + |
|
|
|
|
1 |
DU + ç |
|
|
1 |
- |
|
|
|
|
1 |
÷Dw = DP ; |
|||||||||||||||||||||||||||||||
¶d |
|
¶U |
|
¶w |
¶w |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
è |
|
|
|
|
ø |
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||||||||||
ï |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ï |
|
|
¶P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶P |
|
|
|
|
|
|
|
|
æ |
|
¶P |
|
¶P |
|
ö |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ï |
0 + |
|
2 |
Dd |
2 |
+ |
|
|
|
|
2 |
|
DU |
+ |
ç |
|
|
2 |
- |
|
|
|
2 |
|
÷Dw = DP ; |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
¶d2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶U |
|
|
|
|
|
|
è ¶w |
|
|
¶w |
ø |
|
|
|
|
2 |
||||||||||||||||||||||
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
ï |
¶P |
|
|
|
|
|
|
|
¶P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
æ |
¶P |
|
|
¶P |
|
|
|
¶P ö |
|
|
|
|||||||||||||||||
ï |
1 |
Dd + |
|
|
|
|
|
2 |
|
Dd |
|
|
+ |
ç |
|
|
1 |
|
+ |
|
|
|
2 |
|
- |
|
|
|
|
|
÷DU + |
|
||||||||||||||||||
¶d |
|
¶d |
|
|
|
|
|
¶U |
|
¶U |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
ï |
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
è |
|
|
|
|
|
|
¶U ø |
|
|
(2.7) |
|||||||||||||||||||
í |
1 |
|
|
|
|
|
¶P |
|
|
|
|
|
¶P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
æ ¶P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ö |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
ï+ ç |
|
1 |
+ |
|
|
|
|
|
2 |
- |
|
|
|
|
÷Dw = DP ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
ï |
è ¶w |
|
|
|
|
¶w |
|
|
|
|
|
|
|
¶w ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
ï |
¶Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶Q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
æ |
¶Q |
|
|
|
¶Q |
|
|
|
|
¶Q |
|
ö |
|||||||||||||||
ï |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
1 |
Dd + |
|
|
|
|
|
|
Dd |
|
+ ç |
|
|
1 |
+ |
|
|
|
|
- |
|
÷DU + |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
¶U |
||||||||||||||||||||||||||||||||
ï |
¶d |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
¶d |
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
è |
|
¶U |
|
|
|
|
¶U |
ø |
|||||||||||||||||||||||
ï |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
¶Q |
|
|
|
|
|
|
|
¶Q |
ö |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ï |
æ ¶Q |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
ï+ ç |
|
|
1 |
+ |
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
÷Dw = DQ . |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
î |
è |
|
¶w |
|
|
|
|
|
¶w |
|
|
|
|
|
|
|
¶w ø |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 2, -
– .
,
, , -
. -
.
1, 2, , Q (2.2) -
1, 2, U, w:
Dd1 = D1 (M11DP1 + M12DP2 + M13DP + M14DQ )
90