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偏微分方程的发展及其研究有着很长的历史,许多领域的数学模型都可以用偏微分方程来描述,偏微分方程在实践中可以解释许多自然现象,例如具有典型意义的波动方程、热传导方程、调和方程等.早在上世纪初,对偏微分方程的研究逐步转向解的定性理论的研究,例如解的局部存在性、解的整体存在性、解的渐近稳定性、解的爆破以及爆破时刻上下界估计等.
本文主要运用正则化方法和能量方法来研究具有Dirichlet边界条件和Neumann边界条件的两个耦合抛物方程组的初边值问题解的存在性、整体存在性和解的爆破.
研究的第一个问题是如下具有Dirichlet边界条件的耦合抛物型方程组的初边值系统解的性质,{ut=div(|▽u|m-2▽u)+f1(u,v),(x,t)∈Ω×(0,T),vt=div(|▽v|m-2▽v)+f2(u,v),(x,t)∈Ω×(0,T),u(x,t)=v(x,t)=0,(x,t)∈(a)Ω×(0,T),u(x,0)=u0(x), x∈Ω,v(x,0)=v0(x), x∈Ω,其中Ω是Rn中的有界区域,且带有光滑的边界(a)Ω,m>2,五(·,·)(i=1,2)是连续函数,且存在函数F(u,v),使得(a)F/(a)u=f1(u,v),(a)F/(a)u=f2(u,v).通过正则化方法和能量方法,分别给出了这个系统解的局部存在性和解的爆破性质,并且分别给出了爆破解的爆破时刻存在上界和下界的充分条件.
研究的第二个问题是如下具有Neumann边界条件的耦合抛物型方程组的初边值系统解的性质,{ut=div(|▽u|m-2▽u)-f1(u,v),(x,t)∈Ω×(0,T),vt=div(|▽v|m-2▽v)-f2(u,v),(x,t)∈Ω×(0,T),|▽u|m-2(a)u/(a)n=g(u),|▽v|m-2(a)u/(a)n=g(v),(x,t)∈(a)Ω×(0,T),u(x,0)=u0(x), x∈Ω,v(x,0)=v0(x), x∈Ω,其中Ω是Rn(n≥2)中的有界星型区域,且具有分段光滑边界(a)Ω,m>2,f1,f2,都是非负连续函数,通过能量方法,分别给出了这个系统解整体存在和解爆破的充分条件,并且给出了爆破时刻的上界估计.
全文分为三章.在第一章中简述了抛物型方程解的性质的研究进展.在第二章、第三章分别给出了两个问题解的局部存在、整体存在和爆破的充分条件.这些理论结果将给实际以指导作用.