Оптимальное управление движением жидкости со свободной поверхностью
Проведен анализ слабовозмущенного движения твердого тела с полостью, содержащей идеальную жидкость со свободной поверхностью в ограниченном трехмерном пространстве. В предположении, что свободная поверхность жидкости мало отклоняется от равновесной, граничные условия снесены на равновесную поверхность. Решение задачи представлено в виде обобщенного ряда Фурье, коэффициентами которого являются неизвестные функции времени. Для определения этих коэффициентов сформулирована задача Коши, которая решена методом последовательных приближений. Поставлена задача оптимального управления с терминальным функционалом. С использованием формализма Гамильтона — Понтрягина получено численное решение задачи с интегральными ограничениями на управление типа неравенств. Представлены численные тесты, рассмотрен ряд примеров.
Авторы
Тэги
Тематические рубрики
Предметные рубрики
В этом же номере:
Резюме по документу**
Оптимальное управление движением жидкости со свободной поверхностью
УДК 517.977, 519.626
Оптимальное управление движением жидкости
со свободной поверхностью
А. <...> Проведен анализ слабовозмущенного движения твердого тела с полостью,
содержащей идеальную жидкость со свободной поверхностью
в ограниченном трехмерном пространстве. <...> В предположении, что
свободная поверхность жидкости мало отклоняется от равновесной,
граничные условия снесены на равновесную поверхность. <...> С использованием
формализма Гамильтона — Понтрягина получено численное решение
задачи с интегральными ограничениями на управление типа неравенств. <...> Ключевые слова: оптимальное управление, идеальная несжимаемая
жидкость, принцип максимума, симметричные и ассиметричные колебания. <...> Найдем
потенциал (, , , )
x yz x y
x yz t поля скоростей идеальной несжимаемой
жидкости со свободной поверхностью f ,, xy t в ограничен
:, ,
ном трехмерном пространстве, удовлетворяющий уравнению Лапласа в
области
z f x, y t, с граничными
: 0 , 1, 0
,
условиями Неймана на границах области и двумя нелинейными
условиями на свободной поверхности [1]. <...> Применив метод Фурье, можно представить потенциал поля скоn
k z cos cos .ky (4)
Функцию, выражающую форму свободной поверхности, также
разложим в ряд Фурье по косинусам: <...> (2) (оно остается неизменным), а входят линейно в уравнения для
определения коэффициентов потенциала поля скоростей. <...> Подставим в условие (6) выражения для потенциала поля скоростей
и формы свободной поверхности и выполним стандартные действия для
получения уравнения для
Обозначим множество интегрирования как
I 2 def 0, 1 0, 1 и
вычислим интеграл, в который входит управление:
и проин <...> Симметричные колебания невозможно погасить,
utx и yut входят лишь в уравнения
для определения коэффициентов потенциала поля скоростей с
нечетными индексами, а в уравнения с четными индексами входит
дует, что коэффициенты с нечетными индексами <...>
** - вычисляется автоматически, возможны погрешности
Похожие документы: