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本文考虑如下Boussinesq方程组的Cauchy问题:ut+(u·▽)u+▽p=γ△u+θf,(x,t)∈R3×(0,+∞),θt+(u·▽)θ=ε△θ,(x,t)∈R3×(0,+∞),divu=0,(x,)∈R3×(0,+∞),u(x,0)=u0(x),θ(x,0)=θ0(x),x∈R3.
这里u(x,t)=(u1,u2,u3)表示流体速度,θ(x,t)表示温度,p(x,t)表示压力函数.f(x,t)=(f1,f2,f3)表示给定外力,u0(x),θ0(x)表示流体初始速度和温度,γ≥0,ε≥0分别表示流体粘性系数和导热系数.
本文主要研究Boussinesq方程组弱解和强解的加权估计.本文内容分为如下三个部分:1.构造Boussinesq方程组的逼近解并且给出逼近解的积分表示.利用Boussinesq方程组的线性化构造逼近解,利用Stokes方程组与热方程基本解,推导出逼近解的积分表示.
2.Boussinesq方程组逼近解在L2(R3)中的加权估计.这一部分我们让初值u0,θ0和外力函数f(x,t)满足一定的条件,对逼近方程加权后再积分,利用Holder不等式、内插不等式、嵌入不等式等,在L2(R3)中得到逼近解的加权衰减估计,并因此得到了弱解的空间加权估计.
3.Boussinesq方程组逼近解在Lp(R3)(p>3)中的加权估计.让初值u0,θ0和外力函数f(x,t)满足一定的条件,在u0,θ0的L1,L2范数很小的假设下,对所出现的奇异积分作细致的估计和讨论,在Lp(R3)(p>3)中得到逼近解的时空加权衰减估计,并因此得到了强解的时空加权估计.