ОПТИМАЛЬНОЕ ГРАНИЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ НЕЙМАНА ДЛЯ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ С  H1-УПРАВЛЕНИЯМИ: СУЩЕСТВОВАНИЕ, УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНОСТИ И СИЛЬНАЯ ВЫПУКЛОСТЬ

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26577/JMMCS202100426

Ключевые слова:

оптимальное граничное управление, уравнение теплопроводности, граничное условие Неймана, дифференцируемость по Фреше, сопряжённая задача, сильная выпуклость

Аннотация

В данной работе исследуется задача оптимального граничного управления Неймана для одномерного уравнения теплопроводности. В качестве управляющего воздействия рассматривается тепловой поток, подаваемый на левую границу пространственной области, а целью является приведение температуры на правой границе к заданной целевой траектории на конечном временном интервале. Допустимое множество управлений принимается как ограниченное, замкнутое и выпуклое подмножество гильбертова пространства H1(0,T), что обеспечивает повышенную регулярность по сравнению с классической постановкой в L2(0,T). Существование и единственность оптимального управления устанавливаются прямым методом вариационного исчисления совместно с сильной выпуклостью функционала стоимости. Дифференцируемость функционала стоимости по Фреше доказывается методом множителей Лагранжа, а явное выражение для градиента выводится через соответствующую сопряжённую задачу. Необходимое условие оптимальности получено в форме вариационного неравенства. Кроме того, сильная выпуклость функционала стоимости гарантирует единственность оптимального управления и означает, что условие оптимальности является также и достаточным.

Биографии авторов

  • Ешим Акбулут, Университет Ататюрка, Эрзурум, Турция

    Ешим Акбулут – PhD, доцент кафедры математики факультета естественных наук Университета Ататюрка (Эрзурум, Турция, электронная почта: ysarac@atauni.edu.tr).

  • Таха Коч, Университет Ататюрка, Эрзурум, Турция

    Таха Коч – PhD докторант Высшей школы естественных и прикладных наук Университета Ататюрка (Эрзурум, Турция, электронная почта: taha.koc16@ogr.atauni.edu.tr).

Опубликован

2026-10-28

Как цитировать

ОПТИМАЛЬНОЕ ГРАНИЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ НЕЙМАНА ДЛЯ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ С  H1-УПРАВЛЕНИЯМИ: СУЩЕСТВОВАНИЕ, УСЛОВИЯ ОПТИМАЛЬНОСТИ И СИЛЬНАЯ ВЫПУКЛОСТЬ. (2026). Вестник КазНУ. Серия математика, механика, информатика, 132(4), 35-53. https://doi.org/10.26577/JMMCS202100426