Задача дифракции электромагнитной волны на однородном диэлектрическом шаре, покрытом графеном
- Авторы: Смирнов Ю.Г.1, Кондырев О.В.1
-
Учреждения:
- Пензенский государственный университет
- Выпуск: № 2 (2025)
- Страницы: 63-76
- Раздел: МАТЕМАТИКА
- URL: https://journal-vniispk.ru/2072-3040/article/view/316346
- DOI: https://doi.org/10.21685/2072-3040-2025-2-5
- ID: 316346
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность и цели. Краевые задачи сопряжения для уравнений Максвелла находят широкое применение в различных областях электродинамики благодаря своей способности моделировать сложные физические ситуации, связанные с взаимодействием электромагнитных волн с границами и тонкими слоями материалов. Задачей данной работы является вывод и анализ системы интегральных уравнений для задачи дифракции электромагнитной волны на диэлектрическом шаре, покрытом графеном, и доказательство существования и единственности решения краевой задачи. Материалы и методы. С помощью комбинации формул Стрэттона-Чу получена система векторных интегральных уравнений по поверхности шара. Результаты. Получена система скалярных сингулярных интегральных уравнений для поиска четырех неизвестных функций. Доказана теорема о существовании и единственности решения системы уравнений, а также существование и единственность решения краевой задачи дифракции. Вывод. Выполнено исследование задачи дифракции электромагнитной волны на диэлектрическом шаре, покрытом графеном, получена система уравнений для численного решения.
Ключевые слова
Об авторах
Юрий Геннадьевич Смирнов
Пензенский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: mmm@pnzgu.ru
доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой математики и суперкомпьютерного моделирования
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Олег Владимирович Кондырев
Пензенский государственный университет
Email: mmm@pnzgu.ru
аспирант
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Список литературы
- Ладыженская О. А. Краевые задачи математической физики. М. : Наука, 1973. 408 с.
- Санчес-Паленсия Э. Неоднородные среды и теория колебаний. М. : Мир, 1984. 472 с.
- Nedelec J.-Cl. Acoustic and Electromagnetic Equations. Integral Representations for Harmonic Problems. Springer, 2001. 329 p.
- Колтон Д., Кресс Р. Методы интегральных уравнений в теории рассеяния. М. : Мир, 1987. 311 с. 5. Colton D., Kress R. Inverse Acoustic and Electromagnetic Scattering Theory. Springer, 2013. 418 с.
- Смирнов Ю. Г., Кондырев О. В. О фредгольмовости и разрешимости системы интегральных уравнений в задаче сопряжения для уравнения Гельмгольца // Дифференциальные уравнения. 2023. Т. 59, № 8. С. 1089–1097. doi: 10.31857/S0374064123080083
- Смирнов Ю. Г., Тихов С. В. Распространение электромагнитных ТЕ- и ТМ-волн в плоском волноводе, покрытом графеном, с учетом нелинейности // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2023. № 4. С. 70‒79. doi: 10.18469/1810-3189.2023.26.4.70-79
- Смирнов Ю. Г. О фредгольмовости системы интегральных уравнений в задаче о распространении электромагнитных волн в стержне, покрытом графеном // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Физико- математические науки. 2023. № 3. С. 74–86. doi: 10.21685/2072-3040-2023-3-6
- Smirnov Yu. G., Tikhov S. V. On the Ability of TE- and TM-waves Propagation in a Dielectric Layer Covered with Nonlinear Graphene // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2023. Vol. 44, № 11. P. 390‒403. doi: 10.1134/S1995080223110380
- Smirnov Y. G., Smolkin E. Y. On the Existence of an Infinite Spectrum of Damped Leaky TE-Polarized Waves in an Open Inhomogeneous Cylindrical Metal–Dielectric Waveguide Coated with a Graphene Layer // Differential Equations. 2023. Vol. 59, № 9. P. 1193–1198. doi: 10.1134/S0012266123090057
- Smolkin E. Y., Smirnov Y. G. Numerical Study of the Spectrum of TE-Polarized Electromagnetic Waves of a Goubau Line Coated with Graphene // Photonics. 2023. Vol. 10. P. 1297. doi: 10.3390/photonics10121297
- Smirnov Yu. G., Smolkin E. G. The Method of Integral Variational Relations in the Problem of Eigenwaves of a Plane Dielectric Layer Coated with Graphene // Lobachevskii Journal of Mathematics. 2023. Vol. 44, № 9. P. 4070–4078. doi: 10.1134/S1995080223090408
- Smirnov Yu. G., Tikhov S. V. The Nonlinear Eigenvalue Problem of Electromagnetic Wave Propagation in a Dielectric Layer Covered with Graphene // Photonics. 2023. Vol. 10. P. 523. doi: 10.3390/photonics10050523
- Mikhailov S. A. Quantum theory of the third-order nonlinear electrodynamic effects of graphene // Phys. Rev. B. 2016. Vol. 93, № 8. P. 085403. doi: 10.1103/PhysRevB.93.085403
- Hanson G. W. Dyadic Green’s functions and guided surface waves for a surface conductivity model of grapheme // Journal of Applied Physics. 2008. Vol. 103, № 6. P. 064302. doi: 10.1063/1.2891452
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). М. : Наука, 1977. 831 с.
- Ильинский А. С., Смирнов Ю. Г. Дифракция электромагнитных волн на проводящих тонких экранах. М. : ИПРЖР, 1996. 176 с.
- Смирнов Ю. Г., Кондырев О. В. Интегро-дифференциальные уравнения в задаче рассеяния электромагнитных волн на диэлектрическом теле, покрытом графеном // Дифференциальные уравнения. 2024. Т. 60, № 9. С. 1089–1097. doi: 10.31857/S0374064124090053
Дополнительные файлы



















