XVI Международная школа-семинар по численным методам механики вязкой жидкости

МНОЖЕСТВО ИНВАРИАНТНЫХ РЕШЕНИЙ ПОЛНОГО УРАВНЕНИЯ БОЛЬЦМАНА С ОДНОЙ НЕЗАВИСИМОЙ ПЕРЕМЕННОЙ

Ю. Н. Григорьев*1, С. В. Мелешко2

1Институт вычислительных технологий СО РАН,

Пр. Ак. Лаврентьева, 6, Новосибирск, 630090, РОССИЯ

grigor@adm.ict.nsc.ru

2Институт теоретической и прикладной механики СО РАН,

Ул. Институтская 4/1, Новосибирск, 630090, РОССИЯ

Для полного кинетического уравнения Больцмана (УБ), описывающего пространственно - временную эволюцию функции распределения построена допустимая группа точечных преобразований G11. Определяющим требованием при построении была автомодельность преобразования интеграла столкновений с произвольной моделью рассеяния. Показано, что соответствующая алгебра Ли L11 подобна алгебре для системы уравнений газовой динамики (Л. В. Овсянников. ПОДМОДЕЛИ.). Выполнена частичная групповая классификация УБ по отношению к сечению рассеяния. В частности, для степенных потенциалов взаимодействия алгебра Ли L11 расширяется до подалгебры L12, выделяемой в алгебре L13 для системы уравнений газовой динамики политропного газа. Найденное подобие позволяет использовать для классификации и анализа множества инвариантных решений УБ оптимальные системы подалгебр L11 и L12, найденные для УГД. Устанавливается нетривиальное соответствие между инвариантными решениями двух математических моделей динамики газа. Для упрощения вычислений использовалось Фурье - преобразование полного УБ по скоростным переменным для степенных потенциалов взаимодействия. Для последнего заново найдена допустимая группа G9. Для алгебры L9 двухэтапным методом построена нормализованная оптимальная система подалгебр размерностей r = 6, 7, 8. Найдено представление простейших инвариантных решений с одной независимой переменной, для которых выписаны соответствующие фактор - уравнения. Анализируется возможность их решения в замкнутой форме.