非等熵情况下气态星体的稳定性

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有自引力势能的气态星体内部结构随时间的发展变化可以由Euler-Poisson系统来描述,它包括由质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程构成的Euler方程组及由星体本身密度决定的自引力势能所满足的Poisson方程:{pt+div(pu)=0,(pv)t+div(pu(⊙)v)+▽P=-P▽Φ,(pS)t+div(pSv)=0,ΔΦ=4πgp,其中P=p(x,t),v=v(x,t),S:S(x,t),P,g和Φ分别表示星体的密度,运动速度,熵函数,气体压力,引力常数和自重力势能.t≥ 0表示时间,空间变量x∈R3. 气体压力满足下面的状态方程: P=Apγes. 其中A为常数,为了便于讨论,本文将其正规化为1,绝热指数为γ>1的常数. Euler—Poisson系统解的稳定性是天体物理学家非常关心的问题,他们对解的稳定性做了一些猜想,但并没有给出严格的理论证明.Euler-Poisson系统解的存在性和稳定性等都与绝热指数和熵函数密切相关.近年来,国内外许多学者对系统定态解的存在性做了一系列研究,并且当熵函数为常数时,证明了一部分解的稳定性的猜想.当熵函数为一般函数时,问题变得更加复杂,就我们所知,到目前为止,熵函数为一般函数时还没有相关的稳定性结果. 本文主要研究非等熵时气态星体的稳定性和定态解的存在性.当4/3<γ<2,S(x,t)为光滑有界函数时,在全空间R3上首先用集中紧方法得出使系统能量达到最小的解,然后主要用变分方法证明了非等熵时该能量最小解是稳定的.
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