统计流体中的非等熵电磁系统非常数平衡解的稳定性研究

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本报告研究描述电磁场中带电粒子流运动状况的非等熵Euler/Navier-Stokes-Maxwell方程组,利用古典能量方法、对称子技巧、时空混合导数迭代等方法以及一些重要的不等式,如Poincaré不等式、Cauchy-Schwarz不等式、H(o)lder不等式、Sobolev嵌入定理等,探讨上述模型非常数平衡解附近小摄动光滑解的整体存在性及当时间t趋于无穷大时该解的渐近性态.  第1章绪论,主要介绍等电磁流体系统的发展历史及其研究进展以及本报告的结构和主要研究内容.  第2章主要研究三维环T=(R/Z)3上单极非等熵可压缩Euler-Maxwell方程组的周期问题.借助于能量方法、时空混合导数迭代等方法,证明了该系统在一个非常数平衡解附近存在唯一的整体小摄动光滑解,进而获得了当时间趋于无穷大时,该解收敛到稳态解.结果表明,等熵与非等熵可压缩Euler-Maxwell方程组之间存在本质区别.  第3章在环T上继续深入研究双极可压缩非等熵Euler-Maxwell方程组的周期问题.采用时空混合导数迭代法,能量方法与对称子技巧,在初值是一个非常数平衡解的小摄动前提下,证明了该问题在其平衡解附近具有唯一渐近稳定的光滑整体解.  第4章研究全空间R3中单极非等熵可压缩Navier-Stokes-Maxwell方程组的Cauchy问题.运用对称子技巧、能量方法,在初值为一个小振幅的非常数平衡解附近的前提下,证明了光滑解的整体存在性以及解的收敛性.作为一个副产品,我们也得到了非等熵Navier-Stokes-Poisson初值问题在一个小振幅的非常数平衡解附近存在唯一渐近稳定的小摄动光滑解.  第5章在环T上研究双极非等熵可压缩Navier-Stokes-Maxwell方程组的周期问题.首先证明了对应的稳态问题的小振幅非常数平衡解的存在唯一性,然后得到了小摄动光滑解的整体存在性以及解的收敛.  对统计流体中的偏微分方程系统如非等熵Euler/Navier-Stokes-Maxwell方程组进行研究不仅具有重要的理论意义,而且所得结果能够大大降低在飞机制造、航空航天设计中的计算成本,因而具有广泛的应用价值.
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