17.Краткие обозначения СМО (нотация Башарина-Кендалла). Показатели качества СМО: нагрузка, пропускная способность, время ожидания, время ответа, длительность обслуживания, интенсивность обслуживания.
2.Метод взвешенных невязок.
Метод взвешенных невязок — универсальный метод нахождения коэффициентов в аппроксимациях. Применительно к решению систем дифференциальных уравнений в частных производных этот метод можно продемонстрировать следующим образом.
Пусть есть некоторый дифференциальный оператор , описывающий поведение некоторой сплошной среды и заданы граничные условия первого рода . Идея метода взвешенных невязок основана на подборе решения. Но подбор решения ведется не произвольным образом, а целенаправлено. Попытаемся найти решение в виде
(1)
при этом функция на границе точно удовлетворяет граничным условиям, а функции , которые называются пробными функциями, на границе принимают нулевое значение, т.е.
При подстановке в (1) получим невязку
Потребуем, чтобы невязка приближенно в любой точке , например так но в этом случае при после раскрытия интеграла придем к незамкнутой системе уравнений относительно . Поскольку мы хотим, чтобы , то домножение невязки на некоторую фунцию не должно изменить значения интеграла, то есть
где - функции, которые называются весовыми.
От выбора весовых функций зависит к какому конкретно варианту метода взвешенных невязок мы придем. Наиболее употребимыми являются метод поточечной коллокации, метод коллокаций по подобластям и метод Галеркина, в котором в качестве весовых функций используются сами пробные функции. При придем к замкнутой системе уравнений относительно коэфиициентов :
где
Вычислив элементы матрицы и вектора свободных членов, затем решив полученную систему уравнений, определим неизвестные коэффициенты в (1), найдя таким образом приближенное решение поставленной задачи.
Пример 1
Необходимо найти распределение температуры в стержне длиной , теплоизолированном со всех сторон, кроме торцев. На левом краю стержня задана температура , на правом (граничные условия первого рода). Одномерное уравнение теплопроводности выглядит следующим образом: Функция удовлетворяющая граничным условиям может быть, например, такой:
В качестве пробных функций можно предложить следующие:
и на правой и на левой границе они будут обращаться в нуль. Ограничимся количеством пробных функций равным 2.
Таким образом будем искать решение в виде
Для решения нашей задачи воспользуемся методом Галеркина, т.е.
Находим коэффициенты:
Находим элементы вектора свободных членов
Получаем замкнутую систему уравнений
решив которую, получим , , то есть решение нашей задачи будет таким: