
El problema de Riemann para leyes de conservación
By Richard Alexander De la cruz, Juan Carlos Juajibioy, Leonardo Rendón ArbeláezLength4h 29m
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Las leyes de conservación son generalmente usadas en modelos que involucran principios de conservación (leyes físicas), tales como conservación de masa, momento lineal y de energía. Algunos ejemplos importantes de tales sistemas se encuentran en mecánica de fluidos. En una dimensión espacial, un Sistema cuasilineal de primer orden de leyes de conservación es un sistema de ecuaciones diferenciales parciales de la forma, donde es un vector de estado y es una función suave llamada función de flujo asociada al sistema. El problema de Riemann es un problema de valor inicial en el cual la condición inicial consiste de dos estados constantes separados por una discontinuidad en algún punto. El trabajo pionero para existencia de soluciones para el problema de Riemann fue obtenido en 1860 por B. Riemann para el sistema isentrópico de Euler en dinámica de gases. El trabajo de Riemann proporciona la motivación para los recientes estudios de existencia de soluciones para sistemas cuasilineales de primer orden de leyes de conservación, incluyendo soluciones medibles acotadas (discontinuas) y el supuesto de condiciones de entropía. Las soluciones discontinuas son una dificultad matemática porque claramente no satisfacen las ecuaciones diferenciales parciales en el sentido clásico y se necesita definir qué significa una solución para leyes de conservación en este caso. Otra dificultad matemática es la posible no unicidad de soluciones para leyes de conservación con el mismo dato inicial. Es claro que, si las leyes de conservación sirven para modelar el mundo real, entonces solo una solución es físicamente relevante. La unicidad de soluciones para el caso escalar o para algunos sistemas de leyes de conservación en una dimensión espacial puede ser obtenida usando condiciones de entropía. En general, para sistemas hiperbólicos de leyes de conservación, la unicidad de soluciones es un problema abierto. Las soluciones del problema de Riemann tienen muchas aplicaciones. Una de ellas es para comprender la estructura de ondas de leyes de conservación hiperbólicas. Otro importante uso del problema de Riemann es para resolver el problema de Cauchy aplicando localmente el problema de Riemann y reduciendo el problema de Cauchy a una sucesión de soluciones de problemas de Riemann locales. Este libro fue desarrollado a partir del "Seminario de Ecuaciones diferenciales y leyes de conservación" dirigido por el profesor Leonardo Rendón de la Universidad Nacional de Colombia junto con los profesores Richard De la cruz y Juan Juajibioy de la Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia.
Audiobook details
GenreScience and Nature
Length4 hrs 29 mins
Narrated byListen with 1,000+ voices
FormateBook with Audio
Publish dateJun 1, 2022
LanguageSpanish
Table of contents
1Leonardo Rendón
2Resumen
3Abstract
4Presentación
5Específicamente, en el Capítulo 2 se muestran resultados clásicos del
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6Índice general
7Unicidad de soluciones y soluciones explícitas . . . . . 79
8Capítulo 1. Introducción
9Para Kruzhkov, una función u ∈ L1 problema de Cauchy
10γp ρ
11Ut +Df(U)Ux = 0.
121.1 Preliminares
13Capítulo 1. Introducción
14y linealmente degenerado cuando
15Capítulo 2. El problema de Riemann: caso escalar
162.1 El método de las características
172.2 Soluciones débiles
18{uφt + f(u)φx}dxdt +
192.3 El problema de Riemann
20Si se define
21Figura 2.1: Curvas características para el problema de Riemann (2.5).
220(R2), cuyo soporte
23De lo anterior se concluye que u es solución débil.
24(uφt + f(u)φx)dxdt
252.3.1 Solución del problema de Riemann
26t , del problema
27nuidad λ si y solo si
28(cid:4) Ejemplo 2.2 Considere el siguiente problema de Riemann:
292.4.1 El método de seguimiento de frentes
30Observe que la función
31luego
322.4.2 El esquema de Glimm
33si x < xi, si x > xi.
34Figura 2.5: Malla construida en el plano x−t
350 y u1
362.4 Una aplicación del problema de Riemann en el caso escalar
37R
38Capítulo 3. Problema de Riemann: Sistemas de leyes de conservación
393.0.1 Ondas de rarefacción y de choque
40Lema 3.0.1 La función U definida por
411 s
42(ρθ −ρθ
43Figura 3.3: Rarefacción R1 y rarefacción R2.
44Capítulo 4. El sistema de relajación de Suliciu
454.0.1 Existencia de soluciones
46Teorema 4.0.2 Suponga
474.1 El problema de Riemann clásico
481 ρl
491 s
50De las igualdades (4.14) y (4.15) se concluye que