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涉及相互作用边界层与内部层的对流-扩散方程的渐近分析

偏微分方程分析 2020-07-15 v1

摘要

ε\varepsilon 趋于零时,满足 Dirichlet 边界条件的标量对流-扩散方程 ytεεyxxε+Myxε=0y^{\varepsilon}_t-\varepsilon y^{\varepsilon}_{xx} + M y^{\varepsilon}_x=0(x,t)(0,1)×(0,T)(x,t)\in (0,1)\times (0,T) 的唯一解呈现出大小为 O(ε)\mathcal{O}(\varepsilon) 的边界层以及大小为 O(ε)\mathcal{O}(\sqrt{\varepsilon}) 的内部层。若时间 TT 足够大,这些解 yεy^{\varepsilon} 发生快速变化的薄层会相交并相互作用。利用匹配渐近展开法,我们展示了如何构造解 yεy^\varepsilon 的显式逼近 P~ε\widetilde{P}^\varepsilon,使得对所有足够小的 ε\varepsilon 满足 yεP~εL(0,T;L2(0,1))=O(ε3/2)\Vert y^{\varepsilon}-\widetilde{P}^\varepsilon\Vert_{L^\infty(0,T; L^2(0,1))}=\mathcal{O}(\varepsilon^{3/2}) 以及 yεP~εL2(0,T;H1(0,1))=O(ε)\Vert y^{\varepsilon}-\widetilde{P}^\varepsilon\Vert_{L^2(0,T; H^1(0,1))}=\mathcal{O}(\varepsilon)

关键词

引用

@article{arxiv.1904.12669,
  title  = {Asymptotic analysis of an advection-diffusion equation involving interacting boundary and internal layers},
  author = {Youcef Amirat and Arnaud Munch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12669},
  year   = {2020}
}