基于粒子方法的两类偏微分方程的适定性研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:glc12123
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
粒子方法在过去几十年间得到了巨大的发展,被用来研究偏微分方程的解。粒子方法最“自然”的应用是在线性传输方程上,然而近年来这类方法也被用来处理对流扩散方程以及一些其它非线性方程。本文主要介绍一些粒子方法来处理两类偏微分方程,一类是非线性色散方程,一类是Vlasov型方程。本文首先研究一维空间上带有三阶非线性项的修正Camassa-Holm方程(m CH)解的适定性。与著名的Kd V方程类似,m CH方程是用来描述浅水波运动的方程。该方程是一个非线性色散方程,而且它是一个完全可积系统,具有双Hamiltonian结构以及Lax对。由现有文献可知,m CH方程的强解局部存在且唯一。对于许多光滑初值,此方程的强解在有限时间内会有爆破行为。本文的主要目标之一是研究如何去全局延拓爆破后的解,即m CH方程弱解的全局存在性。首先从m CH方程的一类特殊弱解——N-peakon解入手。peakon解轨道所满足特征方程的向量场具有非Lipschitz性,这是由peakon之间有限时间内碰撞所产生的。因此如何去全局延拓peakon解轨道是一个很自然的问题。受天体物理中粘性粒子模型的启发,本文针对m CH方程的弱解提出了一个粘性粒子模型,给出一个粘性粒子方法及其收敛性的证明。此粘性粒子方法可以给出全局粘性N-peakon解;对于一般的Radon测度初值,利用粘性粒子模型的平均场极限得到了m CH方程的一般全局弱解;证明了弱解在一类空间中的稳定性,且提供了一些peakon弱解不唯一的例子。接下来针对m CH方程弱解的唯一性,本文给出了一种色散正则化方法。此方法与处理不可压缩Euler方程的“涡旋泡”方法(Vortex blob method)类似。如上所述,m CH方程的peakon解轨道会在有限时间内碰撞,并造成其特征方程向量场的非Lipschitz性。为了得到唯一的全局N-peakon解,本文通过两次磨光peakon轨道特征方程来给出m CH方程的一个色散正则化的系统。经过磨光的特征方程是全局Lipschitz的,因此可以得到全局近似peakon轨道,且这些轨道相互之间不碰撞。利用这些近似轨道的极限,可以得到全局的peakon轨道,这些轨道全局Lipschitz且不会互相穿过。利用这些轨道可以构造m CH方程的N-peakon解,然后可以通过一个平均场极限过程得到Radon测度初值时弱解的全局存在性。最后本文利用粒子方法研究了Rd空间上一类Vlasov型方程的弱测度值解。此Vlasov型方程带有局部对齐力,是描述N个粒子的自组织行为模型——MotschTadmor(MT)模型的动力学方程,即粒子个数无穷多时描述粒子密度函数的偏微分方程。MT模型为此Vlasov型方程提供了一个自然的粒子方法,不同于以上两种粒子方法,该粒子的运动所满足的常微分系统是二阶的。对于N个粒子的系统,本文研究了一个加权的MT模型和一个带有“尾巴”项的模型的无条件成群行为。当N趋于无穷大时,本文得到了MT模型的动力学方程的测度值解的全局存在性和稳定性,并且证明了测度值解收敛到成群状态。
其他文献
主要介绍了汽车粉末涂料的组成、特点、性能要求以及静电粉末喷涂法的基本原理,从而可知汽车粉末静电喷涂是新世纪中的一种新型环保涂装技术。
“道德”是自有人类社会出现以来人们就孜孜以求的美好事物和优秀品质,然而人类对道德的祈愿似乎永远都未达到过理想的彼岸。物质世界的发展和繁荣可谓一日千里,道德领域的一切
<正>随着医学影像技术不断发展,CT检查技术已被广泛应用于消化系统疾病的诊断。胃肠道含食物残渣、气体、液体,以及蠕动产生伪影均对腹部CT图像质量有不良影响,故CT扫描前准
铁磁材料大量的运用于高铁轨道、油气运输管道、航空发动机以及核工业反应炉等重要构件的制造中。在服役过程中,由于长期遭受外在负载的压力、冲击,以及外界环境因素的变化,如温度、湿度、腐蚀和酸性的影响,会诱发这些部件不同程度的失效和损伤。损伤加剧会造成列车脱轨、管道爆炸、飞机失事以及核泄漏等灾难性安全事故。因此,亟待定期检测和定量评估缺损程度并做出相应的决策进行维修和保护,确保安全,可持续的发展。电涡流检
作为特殊年代的一种非常规媒体现象,“两报一刊”评论极具个案研究的价值,是当代新闻史研究不可绕过的一个对象,是修当代新闻史尤其是“文革”新闻史的客观需要。而在当代新
探讨了PBT弹性纤维面料的性能及特点,通过工艺流程和工艺条件的设计,实现了PBT纤维的热熔染色。通过试验确定织物的定型温度为190℃,选择中温型分散染料染色,热熔染色时焙烘
&#39;教学点数字教育资源全覆盖&#39;项目是促进义务教育均衡发展、提高农村边远地区教育质量、缩小城乡基础教育差距的一大举措。然而该项目启动近六年,项目设备和资源的使
相对于传统电网而言,微电网具有灵活多变的特点,尤其是独立微电网,其可工作于多种运行模式下。不同的工作模式会带来不同的经济效益,为此,有必要对具有多种运行模式的微电网
鄞县燃器设备厂在吸取国外有关样品优点后,研制成功NSS—82型自行车微型内三速后轴(俗称变速器、三飞)。自行车装用这种内三速后轴后可以进行变速。速比有三种,快速为1.33:1
期刊
通过探究酚类化合物对腊肉烟熏风味的影响,确定关键烟熏风味物质。以6个烟熏腊肉和2个风干腊肉为研究对象,分别采用定量描述分析法描述气味特征和固相微萃取-气相色谱-质谱联