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【6h】

在无界区域上具有分形衰减项的半线性波动方程的整体吸引子

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目录

声明

引言

1动力系统相关概念、一些函数空间的定义以及符号的约定

1 .1 动力系统相关概念

1 .2 分形算子的定义及函数空间的设置

2方程的适定性及相联动力系统

2 .1 关于非线性项g、外力项f及弱衰减项的系数θ的假设条件

2 .2 弱解的定义及方程的适定性

2 .3 与方程相关联的动力系统

2 .4 广义Gronwall引理

3—致吸收集的存在性

4动力系统S(t)的渐进紧性

4 . 1 方 程 (0.1)的分解

4 . 2 动力系统S (t)的渐进紧性及相关引理

4 .3 几个引理的详细证明

参考文献

攻 读 硕 士 学 位 期 间 发 表 学 术 论 文 情 况

致谢

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摘要

本文研究了如下具有分形衰减项的半线性波动方程解的渐近行为:
  (此处为公式省略)
  当非线性项满足次临界增长率的情况下,对上述方程证明了整体吸引子的存在性.
  在有界区域上很多学者已经研究了弱(或强)衰减波动方程的长期行为,证明了具有有限Hausdorff维数和分形维数的吸引子的存在性.关于无界区域上的波动方程的渐近行为的研究文献也不少.对于无界区域上的方程,主要难点表现为连续嵌入H1(R3)→L6(R3)的非紧性.因此,不能直接利用此嵌入的紧性结果证明紧吸收集的存在性.
  近年来,越来越多的学者对具有分形衰减项的波动方程感兴趣.从应用角度来看,此类方程是各种频率依赖的衰减过程的数学模型.频率依赖的衰减性在重要的工程领域中常常观察到的.如:声学、防震建筑物中的粘弹性阻尼器、建筑物结构振动、地震波传播及多孔介质中的传播发生反常扩散现象等.这些只是在其中很少一部分例子而已.从数学角度来看,此类方程甚至连线性的情形g(u)~u|u|α,对θ的依赖是非平凡的.当非线性项为g(u)~u|u|α的情形,连方程的适定性都成问题.
  对弱衰减的情形,Feireisl用分解方程的解的方法研究了波动方程的整体吸引子的存在性.他把方程的解分解成两部分u=v+w,其中v是渐近衰减,而另一部分w在整个过程中都属于紧的集合.Feireisl所采用的方法是依赖于波动方程的传播速度的有限性.然而,此方法对于我们的情形是无效的.事实上,这是因为衰减项(-Δ)θut一方面具有增强衰减的作用,同时它使方程具有某种抛物方程的特性.因而使方程具有更好的正则性的同时也让方程具有无限传播性.
  因此,我们不得不采用新的方法.即,除了分解解u= v+w的同时,为了得到解的渐进紧性我们进一步把w项进行分解.为了得到嵌套集,我们将采用“截断”法来分解w.从而系统得到嵌套集,使其逐渐变成紧和几乎吸引集.

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