具有非线性Neumann边界条件的抛物型方程组的爆破问题

来源 :太原理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dl612
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
偏微分方程广泛应用于机械力学、物理学、生态学等自然科学领域,现实世界中的大量科学问题均可以用偏微分方程来描述.偏微分方程作为描述科学问题常用的数学模型,对其解的爆破现象的研究可以更好地反映实际生活中稳定与不稳定的状态.抛物型偏微分方程是一类典型的偏微分方程,化学动力学过程、生物种群中人口的增长和迁移等问题均可以通过建立抛物型偏微分方程来研究.而其解的爆破也是常见的一种现象,对其爆破问题的研究,可以推动自然科学领域问题的顺利解决.因此无论从理论还是应用上都有很重要的意义.本文主要针对非线性Neumann边界条件下抛物型方程组进行研究,通过构造新的辅助函数、构造上下解等方法,利用最大值定理、微分不等式技巧及Sobolev不等式,得到方程组爆破解存在的充分条件,并进一步对爆破时刻的上下界进行了估计.首先,针对所研究的问题简单地阐述了偏微分方程以及抛物型偏微分方程应用方面的实际背景,进一步说明了研究Neumann边界条件抛物型偏微分方程的意义.之后分析了目前国内外研究现状,最后介绍了本文的主要研究内容.其次,在非线性Neumann边界条件下,借助构造辅助函数的方法以及一阶微分不等式技巧,得到了一类带有交叉项的抛物型方程组爆破时刻的上下界,同时给出爆破发生的充分条件.通过举出相应的例子,证明了所给出的结论的正确性.然后,通过构造方程的上下解以及辅助函数,对一类带有非线性边界流的抛物型偏微分方程组的爆破时刻进行了估计.同时针对此类抛物型方程组的特殊情形,借助散度定理以及H¨older、Young不等式,计算得到其爆破时刻的上下界.最后,研究了一类具有矩阵系数形式的抛物型方程组的爆破问题.考虑到方程组中主方程含有矩阵项系数,构造了全新的辅助函数.另外在不同的放缩方法下,分别估计出爆破时刻的下界.通过对系数的分类讨论,得到了其爆破时刻的上界.
其他文献
随着科技的快速发展,液晶在许多领域得到了广泛的应用.例如,电子工业的显示装置,航空机械及冶金产品的无损探伤和微波测定,医学上的皮癌检查等.其中向列型液晶是目前应用最广泛的液晶.其分子的局部方向性容易受到外部因素的影响,随着分子局部方向的改变,材料中经常出现缺陷(即奇性).对此,越来越多的物理学家和数学家建立了各种各样的数学模型.较为常见的一类模型是由Ericksen和Leslie提出的Ericks
学位
波散射问题的研究在雷达探测、地质勘探、声纳定位、无损探测、军事以及医学成像等领域有着重要的应用,其中开腔体和障碍物散射是两类重要的无界域问题。本文主要对电磁波开腔体散射和弹性波障碍物散射的数值方法进行了研究,推导了多种透明边界条件(TBC),并将其与基于稳定节点的透明边界光滑有限元方法(SNS-FEM)结合,提出SNS-FEM-TBC来分析这两类问题。对于电磁波开腔体散射问题,考虑具有完美导电边界
学位
悬臂梁碰撞系统是一类典型的非光滑动力系统,在碰撞振动系统中有广泛的工程实际应用.碰撞能导致一种系统轨线与约束面擦切的特殊现象,这种特殊现象会使碰撞系统产生复杂的动力学行为.本文研究了具有双侧约束悬臂梁碰撞系统的擦边动力学及其控制,主要内容如下:研究了具有双侧弹性约束和双侧刚性约束两类悬臂梁系统擦边诱导的非光滑动力学.首先,基于碰撞悬臂梁的动力学方程和擦边点的定义,分析了双侧擦边周期运动的存在性条件
学位
基于符号计算的非线性偏微分方程研究,在等离子物理,流体力学,光纤通信,地球大气,河流环境等领域已经取得了卓越的成就.本文通过对(2+1)-维变系数浅水波方程应用G’/G展开法和改进的F-展开法,得到其畸形波解,双曲函数解,三角函数解,以及有理函数解;通过对变系数耦合Hirota方程应用统一法,得到其复多项式解和复有理式解,其中,复多项式解包括复孤波解,复孤子波解以及复椭圆解,复有理式解包括周期解以
学位
本文研究了粘性Allen-Cahn方程和Cahn-Hilliard-Hele-Shaw方程的有限元算法.一方面提出具有对数势能的粘性Allen-Cahn方程的有限元算法,在时间上采用二阶数值格式.另一方面研究了Cahn-Hilliard-Hele-Shaw方程,在时间上采用 了二阶Crank-Nicolson-Leapfrog方法.第一章介绍了 Allen-Cahn 方程,粘性 Allen-Cah
学位
在现代通信系统中,码距约束是一个基本出发点,而在码距的基础上设计具有明确规律的校验矩阵是进一步提升编译码效率的关键,也是码的性能提升的关键点.常重码作为一类典型的结构码,从而编码理论中的最基本的问题就是求A(n,d,w)的值,A(n,d,w)是所有码字的码重为w,最小Hamming距离为d的最大n长二元码集的大小.Hamming,Vardy等许多著名学者都进行了深入的研究,但是并没有完全解决这个问
学位
分数阶微分方程是基于分数阶微积分理论发展起来的微分方程的一个分支.分数阶微积分是关于任意阶微分和积分的理论,它是整数阶微积分的推广.分数阶微分方程具有记忆性、遗传性等特点,且模型中具有物理意义的参数可以对问题描述的更加客观和准确,因此分数阶微分方程是复杂力学与物理过程中数学建模的重要工具之一.分数阶微分方程理论的研究,既丰富了已有的数学理论,又可以为物理学、力学、生物医学及经济学等诸多方面的过程和
学位
机械系统各部件之间的间隙通常有许多不确定因素,用随机性模拟这些不确定因素更符合实际的系统模型.本文在约束面考虑一类微小的随机过程构成随机约束边界,以悬臂梁系统为研究对象,建立了两类随机边界约束下的悬臂梁系统模型,研究了对应系统的倍周期分岔和擦边分岔以及随机约束对系统稳定性的影响,通过数值仿真验证了理论推导.主要内容如下:基于Ornstein-Uhlenbeck过程推导了一类2阶可微的随机微分方程,
学位
在交通和通信网络中,由于自然灾害和服务遭受攻击等故障频繁发生,而这些重大问题都会导致网络服务失败和中断.因此,为了克服这些网络问题,制定合理的故障容错机制和故障恢复机制对于网络正常传输至关重要,这些机制可以在网络发生故障或攻击时仍然保持服务连续性.通常情况下,为了确保网络系统的高容错性和高连续性,在容错性能方面通常设计节点或链路不交多路径路由方案,而在路径传输连续性方面通常针对故障设计全局或局部故
学位
本文利用变分方法研究带Choquard项的拟线性Schr(?)dinger方程基态解的存在性以及带消失位势的p-Laplace型拟线性Schr(?)dinger方程正解的存在性.主要研究内容如下:第一部分研究如下带Choquard项的拟线性Schr(?)dinger方程基态解的存在性,其中N≥3,0<α<N,2<p<(N+α)/(N-2),κ>0,Iα是Riesz位势,V(x)是一个正连续位势.采
学位