DOI
10.34229/KCA2522-9664.24.3.7
УДК 517.9: 519.6
В.М. БУЛАВАЦЬКИЙ
Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, Україна,
v_bulav@ukr.net
ДЕЯКІ КРАЙОВІ ЗАДАЧІ, ВІДПОВІДНІ МОДЕЛІ
ДРОБОВО-ДИФЕРЕНЦІЙНОЇ ФІЛЬТРАЦІЙНОЇ ДИНАМІКИ
В ТРІЩИНУВАТО-ПОРИСТОМУ СЕРЕДОВИЩІ ЗА УМОВ
ЧАСОВОЇ НЕЛОКАЛЬНОСТІ
Анотація. Одержано замкнені розв’язки деяких крайових задач дробово-диференційної геофільтраційної динаміки в тріщинувато-пористому середовищі для моделі зі слабкопроникними пористими блоками. Зокрема, розв’язано пряму і обернену крайові задачі фільтрації для шару скінченної потужності, наведено умови існування їхніх регулярних розв’язків, знайдено розв’язок задачі фільтраційної динаміки з нелокальними граничними умовами. Для окремого випадку фільтраційної моделі розглянуто задачу моделювання аномальної динаміки фільтраційних полів тисків на зіркоподібному графі.
Ключові слова: математичне моделювання, дробово-диференційна динаміка фільтраційних процесів, тріщинувато-пористі середовища, некласичні моделі, крайові задачі, обернені задачі, задачі з нелокальними умовами, замкнені розв’язки.
повний текст
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
- Ляшко И.И., Демченко Л.И., Мистецкий Г.Е. Численное решение задач тепло- и массопереноса в пористых средах. Киев: Наук. думка, 1991. 264 с.
- Nikolaevsky V.N. Mechanics of porous and fractured media. Singapore: World scientific, 1990. 472 p.
- Basniev K.S., Dmitriev N.M., Chilingar G.V. Mechanics of fluid flow. John Wiley & Sons, 2012. 576 p.
- Хасанов М.М., Булгакова Г.Т. Нелинейные и неравновесные эффекты в реологически сложных средах. Москва; Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. 288 с.
- Uchaikin V.V. Fractional derivatives for phusicists and engineers. Berlin: Springer Verlag, 2013. Vol. 1. 385 p.
- Sandev T.,Tomovsky Z. Fractional equations and models. Theory and applications. Cham, Switzerland: Springer Nature Switzerland AG, 2019. 344 p.
- Podlubny I. Fractional differential equations. New York: Academic Press, 1999. 341 p.
- Kilbas A.A., Srivastava H.M., Trujillo J.J. Theory and applications of fractional differential equations. Amsterdam: Elsevier, 2006. 523 p.
- Allwright A., Atangana A. Fractal advection-dispersion equation for groundwater transport in fractured aquifers with self-similarities. The European Physical Journal Plus. 2018. Vol. 133 (2). P. 1–14.
- Su N. Mass-time and space-time fractional partial differential equations of water movement in soils: theoretical framework and application to infiltration. Journal of Hydrology. 2014. Vol. 519. P. 1792–1803.
- Chechkin A.V., Gorenflo R., Sokolov I.M., Gonchar V.Y. Distributed order time fractional diffusion equation. Fract. Calc. Appl. Anal. 2003. N 6. P. 259–257.
- Bogaenko V., Bulavatsky V. Fractional-fractal modeling of filtration-consolidation processes in saline saturated soils. Fractal and fractional. 2020. 4(4): 59. P. 2–12. https://doi.org/10.3390/fractalfract4040059.
- Bulavatsky V.M. Mathematical modeling of fractional differential filtration dynamics based on models with Hilfer-Prabhakar derivative. Cybernetics and Systems Analysis. 2017. Vol. 53, N 2. P. 204–216. https://doi.org/10.1007/s10559-017-9920-z .
- Bulavatsky V.M., Bogaenko V.A. Mathematical modeling of dynamics of the nonequilibrium in time convective diffusion process in domain with free boundaries. Cybernetics and Systems Analysis. 2016. Vol. 52, N 3. P. 427–440. https://doi.org/10.1007/s10559-016-9875-5.
- Bulavatsky V.M. Solutions of some problems of fractional-differential filtration dynamics based on models with ABC-fractional derivative. Cybernetics and Systems Analysis. 2017. Vol. 53, N 5. P. 732–742. https://doi.org/10.1007/s10559-017-9975-x .
- Bulavatsky V.M., Bohaienko V.O. Some boundary-value problems of fractional-differential mobile-immobile migration dynamics in a profile filtration flow. Cybernetics and Systems Analysis. 2020. Vol. 56, N 3. P. 410–425. https://doi.org/10.1007/s10559-020-00257-2.
- Bulavatsky V.M., Bohaienko V.O. Boundary-value problems for space-time fractional differential filtration dynamics in fractured-porous media. Cybernetics and Systems Analysis. 2022. Vol. 58, N 3. P. 358–371. https://doi.org/10.1007/s10559-022-00468-9.
- Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П. Об основных уравнениях фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. Доклады АН СССР. 1960. Т. 132, вып. 3. С. 545–548.
- Баренблатт Г.И., Желтов Ю.П., Кочина И.Н. Об основных представлениях теории фильтрации однородных жидкостей в трещиноватых породах. Прикл. матем. и мех. 1960. Т. 24, вып. 3. С. 852–864.
- Баренблатт Г.И., Ентов В.Н., Рыжик В.М. Движение жидкостей и газов в природных пластах. Москва: Недра, 1984. 303 с.
- Николаевский В.Н., Басниев К.С., Горбунов А.Т., Зотов Г.А. Механика насыщенных пористых сред. Москва: Недра, 1970. 339 с.
- Sneddon I. The use of integral transform. New York: Mc. Graw-Hill Book Comp., 1973. 539 p.
- Malik S.A., Ilyas A., Samreen A. Simultaneous determination of a source term and diffusion concentration for a multi-term space-time fractional diffusion equation. Mathematical modelling and analysis. 2021. Vol. 26, Iss. 3. P. 411–431.
- Luchko Y., Gorenflo R. An operational method for solving fractional differential equations with the Caputo derivatives. Acta mathematica Vietnamica. 1999. N 2. P. 207–233.
- Gorenflo R., Kilbas A.A., Mainardi F., Rogosin S.V. Mittag-Leffler functions, related topics and applications. Berlin: Springer Verlag, 2014. 454 p.
- Li Z., Lin Y., Yamamoto M. Initial-boundary value problems for multi-term time-fractional diffusion equations with positive constant coefficients. Applied mathematics and computation. 2015. Vol. 257. P. 381–397.
- Salakhitdinov M.S., Karimov E.T. Direct and inverse source problems for two-term time-fractional difusion equation with Hilfer derivative. Uzbek Math. J. 2017. N 4. P. 140–149. https://arXiv:1711.00352.
- Ионкин Н.И. Решение одной краевой задачи теории теплопроводности с неклассическим краевым условием. Дифференциальные уравнения. 1977. Т. 13, № 2. С. 294–304.
- Ионкин Н.И., Моисеев Е.И. О задаче для уравнения теплопроводности с двуточечными краевыми условиями. Дифференциальные уравнения. 1979. Т. 15, № 7. С. 1284–1295.
- Моисеев Е.И. О решении спектральным методом одной нелокальной краевой задачи. Дифференциальные уравнения.1999. Т. 35, № 8. С. 1094–1100.
- Abdullaev O.Kh., Khujakulov J.R. On a problem for the time-fractional diffusion equation on a metric graphs. Uzbek Math. J. 2017. N 4. P. 3–12.
- Karimov E.T., Sobirov Z.A, Khujakulov J.R. Solvability of a problem for a time-fractional differential equation with the Hilfer operator on metric graphs. Bull. Inst. Math. 2021. Vol. 4, N 4. P. 9–18.