几种非线性发展型方程解的爆破性

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:corbet2003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着现代科学技术日新月异的发展,在物理学、化学、生物学、工程科学等许多科学领域,都不断的提出了大量的数学模型,其中很多模型都广泛的涉及到了一些发展型的抛物方程.这些提出的方程往往都是非线性的,而且具有退化性和奇异性.近几十年来,在对这些抛物方程问题的研究上,很多学者都取得了重大的进展.本文主要研究了发展型的双重退化抛物方程,带有非局部边界条件和移动局部源的多孔介质方程,以及带有时间延迟及动态边界条件的抛物方程,所讨论的问题包括非线性源,非局部边界条件,移动局部源,非局部源以及动态边界条件对方程解的爆破的临界指标的影响.本文共分三章,主要内容如下:在第一章中,我们主要研究如下的非牛顿多方渗流方程Cauchy问题正解的存在性和爆破性这里p>1,q>max{1,m(p-1)),m≥1,并且ω(x)(?)0和u0(x)均为Rn上的非负函数.这一章主要的目的是研究问题(1)正解的性质.当m(p-1)≥1时,方程具有退化性和奇异性,即如果m>1或p>2,则方程在u(x,t)=0或|▽u(x,t)|=0处具有退化点;而如果0<m<1或1<p<2,则方程在u(x,t)=0或|▽u(x,t)|=0处具有奇异点.我们将证明qc=(p-1)nm/(n-p)是问题(1)的临界指标.确切地说,如果q<qc,则(1)的正解对于任何非负初值总是爆破的;如果q>qc,则对一些适当大的初始条件,(1)的解在有限时刻爆破,并且若初始条件适当小,则其解是全局存在的;而如果q=qc,则(1)的解总是在有限时刻爆破.我们的主要方法是先给出问题的弱解定义,然后研究其局部存在性,再给出比较原理和解的先验估计,最后证明弱解的存在性和爆破性的结论.定义1称u(x,t)为(1)在QT(?)Rn×(0,T)上的一个弱解,如果且满足本章的主要结论如下:定理1设并且ω(x)(?)0和u0(x)均为Rn中的非负函数.(a)若则(1)的所有正解在有限时刻爆破;(b)若则(1)的所有正解在有限时刻爆破;(c)若则对于和(1)存在一个全局解,这里χ和Ci(i=1,2)是正常数.定理2设p>1,q>max{1,m(p-1)},m≥1,并且ω(x)(?)0和u0(x)均为Rn上的非负函数.若n≤p,则(1)的所有正解在有限时刻爆破.在第二章,我们考虑如下带有非局部边界条件和移动局部源的多孔介质方程的正解这里m>1是一个常数,Ω是RN(N>1)空间中带有光滑边界(?)Q的有界域.k(x,y)(?)0,x∈(?)Ω,且y∈Ω为一个非负连续函数,而u0(x)为一个非负连续函数并满足相容性条件且当x∈(?)Q时u0(x)=∫Ωk(x,y)uo(y)dy.xo(t)是一个从R+到K的连续可微函数,在Ω中有一个确定的紧支集.f(s)满足如下假设条件:(H1) f(s)∈O[0,∞)∩C1(0,∞);(H2) f(O)≥0且f’(s)>0,s∈(0,∞).首先定义问题(2)的上解和下解.定义2函数u称为问题(2)在QT上的下解,如果u∈C2,1(QT)∩C(QT∪ΓT)满足只须将上述定义中每个不等式反向,即可类似的得到该问题上解的定义.接下来建立关于问题(2)的比较原理,然后用比较原理证明该问题古典解的全局存在性和爆破性的结果.定理3设u和v为问题(2)相应的下解和上解,当x∈Ω,有u(x,0)≤v(x,0),如果对某些δ>0,有v≥δ或u≥δ成立,则在QT上有u≤v.与齐次Dirichlet边界条件相比,权重函数k(x,y)在问题(2)解的全局存在或爆破性的讨论中起到了更加重要的作用.本章的主要结论如下:定理4假设∫Ωk(x,y)dy=1对x∈(?)Q且f(s)满足条件(H1)和(H2),则当时,问题(2)的解全局存在,而当且对于sn>0时,问题(2)的解在有限时刻爆破.定理5假设∫Ωk(x,y)dy>1当x∈(?)Ω.如果有则问题(2)的解在有限时刻爆破.定理6假设∫Ωk(x,y)dy<1其中x∈(?)Ω,且f(s)满足条件(H1)和(H2).(1)当时,问题(2)的所有解全局存在;(2)若则当u0(x)适当小时,问题(2)的所有解全局存在.为了证明在条件∫Ωk(x,y)dy<1下(2)解的爆破结果,我们需要补充如下条件:(H1’)f(s)∈C1[0,∞),sm-1/f’(s)在(0,∞)上是非减的,而且对某些so>0,有∫so∞f(s)/sm-1<+∞不难看出,满足条件(H1’)的f(s)是容易找到的,比如常见的指数函数f(s)=es或多项式函数f(s)=sp(p>m).定理7假设f(s)满足条件(H1’)和(H2),而且uo(x)充分大,则问题(2)的惟一解u(x,t)在有限时刻爆破.在本章的最后,我们又给出了问题(2)解的全局爆破结果.定义3假设u(x,t)在有限时刻T爆破.我们称x*为u(x,t)的一个爆破点,若满足lim sup u(x*,t)=+∞.如果在Ω内的每个点均为爆破点,我们就称爆破是全局的.于是我们得到:定理8如果问题(2)的解u(x,t)在有限时刻T爆破,则u(x,t)全局爆破.在第三章中,我们考虑如下非线性抛物方程在带有时间延迟及动态边界条件下的解u(x,t)的爆破现象:其中1≤k<p∈R,m∈N,m≥2,其中2k+1<p∈R,k,m∈N.假设Ω为Rn中的有界区域,其边界(?)Ω是C2的.在其侧边界上,考虑动态边界条件,包括外法方向导数以及对时间变量的导数.外法方向和外法方向导数分别用v:(?)Ω→Rn及(?)v表示.另外我们假设耗散条件为σ(x,t)≥0,在(?)Ω×(0,∞)上考虑到古典解的情况,设б(x,t)∈O1(aΩ×(0,∞).对于初值条件,我们要求φ(x)∈C(Ω),φ(x)≥0,φ(x)≠0.本章的主要结论如下:定理9假设p>k≥m+1时,若满足下列条件之一(1)当时,且(2)当时,且则问题(3)的非负解u(x,t)在有限时刻T爆破,注1此问题可以推广到Neumann边值下的问题.注2方程中的exp(pu)换成f(u)≥Mexp(ku),结论也成立定理10假设p>2k+1,则问题(4)的非负解u(x,t)在有限时刻T爆破,注3此定理可以推广到f(u)≥α|u|p的情形.
其他文献
本文主要研究了陈类与陈特征之间的互相转换,给出了具体实现的算法和程序.示性类理论在代数拓扑、和微分几何等学科中都有着很重要的地位,它联系了向量丛和上同调环.因陈省身而得名的陈类是一类特殊的和复向量丛相关的示性类,如何把一个复向量丛的陈类在上同调环中具体表示出来是一个重要的研究课题.陈特征是陈类的一种代数组合,与之有着密切的关系,且较陈类容易计算,故本文主要研究从陈特征的角度来计算陈类.全文内容共分
NFkappaB是转录因子家族中极为重要的一员,NFkappaB家族中有五个成员:RelA(p65),RelB,c-Rel,p50/p105(NF-kB1), p52/p100(NF-kB2),它可以通过直接结合到目的基因的启动子区域,调控基因的转录。microRNA是一组内源性的小RNA,它们并不编码蛋白,长度一般在23个核苷酸左右。到目前为止有数以千计的microRNAs被发现,它们分别在几乎
有关Rm空间上动力系统的全局稳定性、结构稳定性以及分支问题的数值算法等已经有了非常多经典的结果,参见文献[4,5,6,33,65,62].随着科技的发展,在很多领域出现了流形上的动力系统,如网络分析、化工系统、生态系统、最优控制以及受限力学系统等.与欧式空间上的动力系统相比,有关流形上动力系统的研究开始较晚,而且流形的相对局限性给流形上动力系统的研究也带来了许多困难,很多欧式空间中的理论结果无法直
探索新型含氮高能量高密度材料是凝聚态物理学的长期研究热点。本文以设计和合成新型含氮高能量高密度材料为目标,突出高压合成的特色,利用结构搜索和巨动力学理论模拟技术,结合高压拉曼、红外、同步辐射X-光实验,系统开展了三元Si-C-N体系的高压结构设计和高温高压实验合成新型聚合氮的研究工作。获得了如下创新性结果:1.理论预言在高压条件下(大于20或29万大气压),常压下链状成键的SiC2N4和Si2CN
光子晶体是不同介电常数的材料在空间周期性排列的结构。光子晶体有一个重要特征,就是光子带隙,就像半导体中的电子一样。所以有人预言,正如半导体研究导致了电子工业的革命一样,光子晶体有可能代替半导体,导致再一次的技术革命。但是光子晶体无论是理论设计,实际制作过程,还是材料光学性能测试都还有一些具体问题有待研究。通过PS模板法成功合成了硼酸钇掺铕(YB03:Eu3+)反蛋白石结构光子晶体,并研究了光子晶体
学位
曲面的光滑拼接和有理参数化是计算机辅助几何设计中的两个基本问题.构造过渡曲面来光滑地连接两个或者多个实体模型这一过程称为拼接.由曲面的隐式代数表示转换成有理参数表示这一过程称为有理参数化.本文主要研究含参代数曲面族的光滑拼接和有理参数化.所谓含参代数曲面族是指由含参数的多项式的零点集定义的代数曲面族.令R表示实数域,X:={x,y,z}是三个未定元构成的集合,(?):={∈1,...,εm}是有限
多目标规划问题(Multi-object Programming Problem),简称MPP,是类有着重要应用的优化问题。它在许多经济和工程领域都有十分重要的应用,因而其研究越来越受到人们的广泛关注。然而,这类问题的研究却非常复杂。它不同于单目标规划问题,针对单目标规划问题的成套理论对多目标规划问题并不适用。因此,近几年人们从理论到算法对MPP展开了全面的研究。理论上,人们主要集中于建立一套平行
本文主要利用变分法研究几类具(次)临界指标的拟线性椭圆方程(组)解的存在性和多重性.共分为四个部分.在绪论部分,我们首先介绍变分法的发展状况;其次介绍半线性椭圆问题和拟线性椭圆问题的研究状况;最后,我们提出本文所要研究的问题.在第一章,我们研究具临界Sobolev指标的拟线性椭圆方程Neu-mann边值问题解的存在性和多重性,其中Ω(?)RN为有界区域,且边界(?)Ω是光滑的.参数ε>0,1
本文主要考虑了一类渐进(Progressive)删失数据的统计推断问题.首先,研究了熵损失下渐进Ⅱ型(定数)删失情形威布尔分布尺度参数的估计问题,给出了其熵损失下的最小风险同变(MRE)估计,并证明了这一估计的可容许性;进一步,考虑形状参数的估计方法,给出了两参数都未知时尺度参数的估计,并通过模拟比较了各估计的效果.其次,本文研究了Ⅰ型渐进混合删失情形两参数指数分布参数的精确推断,给出了两参数的极
在过去的十几年里,人们发现原子介质的光学特性能够因为光波场作用使原子处于相干叠加态而发生显著的改变,这种原子相干的产生可以使介质对共振探测场的吸收和色散特性发生变化,同时相干介质具有很大的非线性极化率。本文主要从理论和实验两方面系统地研究了铷原子蒸气中的相关非线性光学效应,同时实现了基于相位控制相干粒子数捕获的全光开关。第一部分:倒Y模型原子系统中的双暗共振和增强的交叉Kerr非线性效应自从电磁感