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具有空间各向异性吸收的多孔介质方程:II. 大时间行为

偏微分方程分析 2025-08-18 v1

摘要

我们研究解关于准线性吸收扩散方程 tu=Δumxσup,(x,t)N×(0,), \partial_tu=\Delta u^m-|x|^{\sigma}u^p, \quad (x,t)\in\real^N\times(0,\infty), 的大时间行为,其中指数满足 p>m>1p>m>1σ>0\sigma>0,初始条件满足 u0L(N)C(N),limxxθu0(x)=A(0,) u_0\in L^{\infty}(\real^N)\cap C(\real^N), \quad \lim\limits_{|x|\to\infty}|x|^{\theta}u_0(x)=A\in(0,\infty) 对某些 θ0\theta\geq0 成立。我们识别了多种不同的渐近轮廓,并在时间展开集合上建立了对它们的一致收敛,具体取决于 ppθ\theta 相对于以下临界指数的位置 pF(σ)=m+σ+2N,θ=σ+2pm,θ=N. p_F(\sigma)=m+\frac{\sigma+2}{N}, \quad \theta_*=\frac{\sigma+2}{p-m}, \quad \theta^*=N. 更具体地说,对于径向对称的自相似形式解,其在 x|x|\to\infty 处的衰减速率为 u(x,t)Axθ,u(x,t)(1p1)1/(p1)xσ/(p1), u(x,t)\sim A|x|^{-\theta_*}, \quad {\rm 或} \quad u(x,t)\sim \left(\frac{1}{p-1}\right)^{1/(p-1)}|x|^{-\sigma/(p-1)}, 在某些情况下得到这些渐近轮廓,而在其他情况下则出现渐近简化或时间尺度上的对数修正。也建立了其中一些自相似解的唯一性(在本文的第一部分中被忽略)。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.11046,
  title  = {A porous medium equation with spatially inhomogeneous absorption. Part II: Large time behavior},
  author = {Razvan Gabriel Iagar and Diana-Rodica Munteanu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.11046},
  year   = {2025}
}