Задачи нелинейной теории упругости на группах Карно и квазиконформный анализ

Задачи нелинейной теории упругости на группах Карно и квазиконформный анализ

Водопьянов С. К., Павлов С. В.

УДК 517.518:517.54 
DOI: 10.33048/smzh.2025.66.308


Аннотация:

Известно, что предел последовательности квазиконформных отображений, т. е. гомеоморфизмов с ограниченным искажением, коэффициенты искажения которых ограничены в совокупности, является либо квазиконформным, либо постоянным отображением. В настоящей работе в случае групп Карно типа Гейзенберга установлено, что аналогичное свойство справедливо для некоторого класса сохраняющих ориентацию гомеоморфизмов с конечным искажением и интегрируемой в подходящей степени функцией искажения. Данный результат применяется для поиска взаимно однозначных решений вариационных задач, аналогичных задачам нелинейной теории упругости, в нерегулярных областях.

Литература:
  1. Ball J. M. Convexity conditions and existence theorems in nonlinear elasticity // Arch. Rat. Mech. Anal. 1977. V. 63, N 4. P. 337–403.
     
  2. Ball J. M. Global invertibility of Sobolev functions and the interpretation of matter // Proc. Royal Soc. Edinburgh Sect. A. Mathematics. 1981. V. 88, N 3–4. P. 315–328.
     
  3. Ciarlet P. G. Mathematical elasticity. I. Three-dimensional elasticity. Amsterdam: NorthHolland, 1988. (Stud. Math. Appl.).
     
  4. Molchanova A., Vodopyanov S. Injectivity almost everywhere and mappings with finite distortion in nonlinear elasticity // Calculus of Variations and Partial Differ. Equ. 2019. V. 59, N 17. P. 2–25.
     
  5. Решетняк Ю. Г. Пространственные отображения с ограниченным искажением. Новосибирск: Наука, 1982.
     
  6. Водопьянов С. К. О замкнутости классов отображений с ограниченным искажением на группах Карно // Мат. тр. 2002. Т. 5, № 2. С. 92–137.
     
  7. Väisälä J. Lectures on $n$-dimensional quasiconformal mappings. Berlin; Heidelberg: SpringerVerl., 1971. (Lect. Notes Math.; V. 229).
     
  8. Christodoulou D. On the geometry and dynamics of crystalline continua // Ann. Inst. Henri Poincaré. 1998. V. 69, N 3. P. 335–358.
     
  9. Maione A. Variational convergences for functionals and differential operators depending on vector fields // Ph. D. Thesis submitted to the University of Trento for the degree of Doctor of Philosophy. — Department of Mathematics University of Trento, 2020. P. 1–145.
     
  10. Басалаев С. Г., Водопьянов С. К. Непрерывность по Гёльдеру следов функций класса Соболева на гиперповерхностях групп Карно и $\mathscr{P}$-дифференцируемость соболевских отображений // Сиб. мат. журн. 2023. Т. 64, № 4. С. 700–719.
     
  11. Водопьянов С. К. Непрерывность отображений класса Cоболева $W_{ν,loc}^1$  с конечным искажением на группах Карно // Сиб. мат. журн. 2023. Т. 64, № 5. С. 912–934.
     
  12. Басалаев С. Г., Водопьянов С. К. Открытость и дискретность отображений с конечным искажением на группах Карно // Сиб. мат. журн. 2023. Т. 64, № 6. С. 1151–1159.
     
  13. Водопьянов С. К., Сбоев Д. А. Полунепрерывность операторной функции искажения при сходимости гомеоморфизмов в $L_{1,loc}$ // Сиб. мат. журн. 2024. Т. 65, № 4. С. 605–621.
     
  14. Folland G. B., Stein E. M. Hardy spaces on homogeneous groups. Princeton: Princeton Univ. Press, 1982. (Math. Notes; V. 28).
     
  15. Gromov M. Carnot — Carathéodory spaces seen from within // Sub-Riemannian geometry. Basel: Birkhäuser, 1996. P. 79–323.
     
  16. Pansu P. Métriques de Carnot — Carathéodory et quasiisométries des espaces symétriques de rang un // Ann. Math. 1989. V. 129, N 1. P. 1–60.
     
  17. Vodop′yanov S. K. $\mathscr{P}$-Differentiability on Carnot groups in different topologies and related topics // Proceedings on Analysis and Geometry. Novosibirsk: Sobolev Institute Press, 2000. P. 603–670.
     
  18. Водопьянов С. К., Ухлов А. Д. Пространства Cоболева и ($P, Q$)-квазиконформные отображения групп Карно // Сиб. мат. журн. 1998. Т. 39, № 4. С. 776–795.
     
  19. Водопьянов С. К., Евсеев Н. А. Функциональные и аналитические свойства одного класса отображений квазиконформного анализа на группах Карно // Сиб. мат. журн. 2022. Т. 63, № 2. С. 283–315.
     
  20. Водопьянов С. К., Павлов С. В. Замкнутость класса гомеоморфизмов с интегрируемым искажением и минимизация функционалов // Изв. вузов. Математика. 2025, № 6.
     
  21. Водопьянов С. К., Павлов С. В. Функциональные свойства пределов соболевских гомеоморфизмов с интегрируемым искажением // Современная математика. Фундаментальные направления. 2024. Т. 70, № 2. С. 215–236.
     
  22. Stein E. M. Harmonic analysis: real-variable methods, orthogonality, and oscillatory integrals. Princeton, NJ: Princeton Univ. Press, 1993.
     
  23. Решетняк Ю. Г. Соболевские классы функций со значениями в метрическом пространстве // Сиб. мат. журн. 1997. Т. 38, № 3. С. 657–675.
     
  24. Водопьянов С. К. О дифференцируемости отображений классов Соболева на группе Карно // Мат. сб. 2003. Т. 194, № 6. С. 67–86.
     
  25. Водопьянов С. К. Функционально-геометрические свойства пределов ACL-отображений с интегрируемым искажением // Сиб. мат. журн. 2024. Т. 65, № 5. С. 820–840.
     
  26. Vodop′yanov S. K., Pavlov S. V. Weak continuity of Jacobians of $W_{ν}^1$ -homeomorphisms on Carnot groups // Euras. Math. J. 2024. V. 15, N 4. P. 82–95.
     
  27. Brooks J. K., Chacon R. V. Continuity and compactness of measures // Adv. Math. 1980. V. 37, N 1. P. 16–26.
     
  28. Iwaniec T., Martin G. Geometric function theory and non-linear analysis. Oxford: Clarendon Press, 2001. (Oxford Math. Monogr.).
     
  29. Водопьянов С. К., Молчанова А. О. Вариационные задачи нелинейной теории упругости в некоторых классах отображений с конечным искажением // Докл. АН. 2015. Т. 465, № 5. С. 523–526.
     
  30. Водопьянов С. К., Молчанова А. О. Полунепрерывность снизу коэффициента искажения отображения с ограниченным ($\theta, 1$)-весовым ($p, q$)-искажением // Сиб. мат. журн. 2016. Т. 57, № 5. С. 999–1011.

Работа С. К. Водопьянова подготовлена в рамках выполнения государственного задания Министерства образования и науки РФ для Института математики Сибирского отделения Российской академии наук (проект No FWNF-2022-0006). Работа С. В. Павлова выполнена при поддержке Математического центра в Академгородке, соглашение с Министерством науки и высшего образования Российской Федерации No 075-15-2022-282.


Водопьянов Сергей Константинович (ORCID 0000-0003-1238-4956)
  1. Институт математики им. С. Л. Соболева СО РАН, 
    пр. Академика Коптюга, 4, Новосибирск 630090

E-mail: vodopis@mail.ru

Павлов Степан Валерьевич (ORCID 0009-0001-4811-9348)
  1. Новосибирский государственный университет, 
    ул. Пирогова, 1, Новосибирск 630090

E-mail: s.pavlov4254@gmail.com

Статья поступила 1 апреля 2024 г.
После доработки — 1 апреля 2024 г.
Принята к публикации 25 апреля 2025 г.