ON THE POINCARÉ—STEKLOV OPERATOR FOR AN INCOMPRESSIBLE ELASTIC STRIP

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

For an incompressible stratified elastic strip, we consider the Poincaré—Steklov operator that maps normal stresses into normal displacements on a part of the boundary. To construct the transfer function (TF) of this operator, a variational formulation of the boundary value problem for displacement transforms is used. A definition is given and the existence and uniqueness are proved for a generalized solution of the variational problem. This problem is approximated by the finite element method. The leading term of the asymptotic expansion of the TF for small and the three-term asymptotic expansion of the TF for large values of the Fourier transform parameter are obtained. Padé approximations of the obtained asymptotic series are constructed. To reduce computational costs a combined approach to calculating the TF has been developed using its asymptotic expansions and Padé approximations.

About the authors

A. A Bobylev

Lomonosov Moscow State University

Email: abobylov@gmail.com
Moscow, Russia

References

  1. Лебедев В.И., Агошков В.И. Операторы Пуанкаре–Стеклова и их приложения в анализе. М.: Отделение вычисл. матем. АН СССР, 1983. 184 с.
  2. Pechstein C. Finite and boundary element tearing and interconnecting solvers for multiscale problems. Heidelberg: Springer Berlin, 2013. 322 p.
  3. Лебедев В.И. Функциональный анализ и вычислительная математика. М.: Физматлит, 2005. 296 с.
  4. Novotny A.A., Soko lowski J., Zochowski A. Applications of the topological derivative method. Cham: Springer, 2019. 212 p.
  5. Бобылев А.А. Применение метода сопряженных градиентов к решению задач дискретного контакта для упругой полуплоскости // Изв. РАН. МТТ. 2022.№2. С. 154–172.
  6. Бобылев А.А. Алгоритм решения задач дискретного контакта для упругой полосы // Прикл. матем. и механ. 2022. Т. 86.№2. С. 404–423.
  7. Hsiao G.C., Wendland W.L. Boundary integral equations. Berlin, Heidelberg: Springer, 2008. 620 p.
  8. Sauter S.A., Schwab C. Boundary element methods. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2011. 561 p.
  9. Gwinner J., Stephan E.P. Advanced boundary element methods. Treatment of boundary value, transmission and contact problems. Cham: Springer, 2018. 652 p.
  10. Ватульян А.О., Плотников Д.К. К исследованию контактной задачи для неоднородной упругой полосы // Прикл. матем. и механ. 2021. Т. 85.№3. С. 283–293.
  11. Бобылев А.А. Численное построение трансформанты ядра интегрального представления оператора Пуанкаре–Стеклова для упругой полосы // Дифференц. ур-ния. 2023. Т. 59.№1. С. 115–129.
  12. Бобылев А.А. Алгоритм решения задач одностороннего дискретного контакта для многослойной упругой полосы // Прикл. механ. и техн. физика. 2024. Т. 65.№2. С. 230–242.
  13. Бобылев А.А. Задача одностороннего дискретного контакта для функционально-градиентной упругой полосы // Вест. Моск. ун-та. Сер. 1. Матем. Механ. 2024.№2. С. 58–69.
  14. Бобылев А.А. Задача одностороннего дискретного контакта для стратифицированной упругой полосы // Прикл. матем. и механ. 2024. Т. 88.№4. С. 630–644.
  15. Бобылев А.А. О вычислении передаточной функции оператора Пуанкаре–Стеклова для функциональноградиентной упругой полосы // Вест. Моск. ун-та. Сер. 1. Матем. Механ. 2023.№5. С. 52–60.
  16. Вишик М.И., Люстерник Л.А. Регулярное вырождение и пограничный слой для линейных дифференциальных уравнений с малым параметром // Успехи матем. наук. 1957. Т. 12.№5. С. 3–122.
  17. Колтунов М.А., Кравчук А.С., Майборода В.П. Прикладная механика деформируемого твердого тела: Учеб. пособие для студентов вузов. М.: Высш. школа, 1983. 349 с.
  18. Годунов С.К. Современные аспекты линейной алгебры. Новосибирск: Научная книга, 1997. 390 с.
  19. Ректорис К. Вариационные методы в математической физике и технике. М.: Мир, 1985. 590 с.
  20. Бейкер Дж., мл., Грейвс-Моррис П. Аппроксимация Паде. М.: Мир, 1986. 502 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences