【摘 要】
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本文研究的是单极粘滞量子流体动力学模型的解的存在唯一性及相关性质.该模型是关于粒子浓度和电流密度的连续方程,关于电势的Poisson方程的耦合方程组,其中含有三阶的量子修正
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本文研究的是单极粘滞量子流体动力学模型的解的存在唯一性及相关性质.该模型是关于粒子浓度和电流密度的连续方程,关于电势的Poisson方程的耦合方程组,其中含有三阶的量子修正项和二阶的粘滞项.论文分为两个部分.
第一部分讨论的是瞬态的粘滞量子流体模型
(θ)tn-divJ=vo△n,(0.1)
(θ)tJ-div(J(⊕)J/n)-T▽n+n▽V+ε2/2n▽(△√n/√n)=v0△J-J/T,(0.2)
λ2△V=n-C(x),(0.3)
n(x,0)=n0(x),J(x,0)=J0(x),(0.4)
▽n(x,t)=0,V(x,t)=0,J(x,t)=0,(x,t)∈(θ)Ω×(0,∞).(0.5)
(x,t)∈Ω×(0,∞).Ω(∈) Rd是有界区域.其中n(x),J(x),V(x)分别表示电子浓度,电子电流密度和电位势,C(x)表示掺杂浓度,T表示温度常数,T表示动量松弛时间常数,λ表示Debye长度,v0表示粘滞系数,ε是Planck常数,J(⊕) J=∑di,j=1JiJj表示张量积.在该部分证明了解的局部存在性和唯一性,最后利用熵耗散方法讨论了解关于时间的指数衰减问题.
第二部分讨论了半古典极限和拟中性极限.在讨论拟中性极限时,假设C(x)≡1,Jλ=nλuλ.uλ是电子速度,则模型(0.1)-(0.5)变形为:
(θ)tnλ+div(nλuλ)=v0△nλ,(0.6)
(θ)t(nλuλ)-div(nλuλ(⊕) uλ)=T▽nλ-nλ▽Vλ-ε2/2nλ▽(△√nλ/√nλ))+v0△(nλuλ)-nλuλ/T,(0.7)
λ2△Vλ=nλ-1.(0.8)
nλ(x,0)=nλ0(x),uλ(x,0)=uλ0(x).x∈Ω.(0.9)
▽nλ(x,t)=0,Vλ(x,t)=0,uλ(x,t)=0,(x,t)∈(θ)Ω×(0,∞).(0.10)
这里Ω是Rd中的有界区域.研究用到了标准能量函数和能量分析,最终得到需要的估计.
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