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分支奇异域上的扩散:可解性与细正则性

偏微分方程分析 2025-07-25 v1

摘要

我们考虑一个域 ΩR ⁣2\Omega\subseteq\mathbb{R\!}^{\,2},其分支奇异边界 Γ\Gamma^{\infty} 和参数 τ[1/2,τ]\tau\in[1/2,\tau^{\ast}] ,其中 τ0.593465\tau^{\ast}\simeq 0.593465 ,由 Achdou 和 Tchou 引入,用以理想化肺部系统中的支气管树。 对于每个 τ[1/2,τ]\tau\in[1/2,\tau^{\ast}],相应的区域 Ω\Omega 是一个非 Lipschitz 域,其最粗糙结构在临界参数 τ=τ\tau=\tau^{\ast} 处达到,在此端点参数下,区域 Ω\Omega 无法成为延拓域,其分支边界 Γ\Gamma^{\infty} 也非后临界有限。 然后,我们考察一个与肺部支气管树氧气扩散相关的模型方程,通过考虑具有非均匀混合类型边界条件的广义扩散方程的实现。 在最小假设下,我们首先显示上述扩散方程的平稳版本是唯一可解的,并且相应的弱解在 Ω\overline{\Omega} 上全局 H"older 持续。 由于我们包含临界情况 τ=τ\tau=\tau^{\ast},这是首次在非延拓域上获得弱解的全局一致连续性。 此外,在两个过渡程序之后,我们证明了非均匀时依赖扩散方程的唯一可解性,并显示相应的弱解在 [0,T]×Ω[0,T]\times\overline{\Omega} 上全局一致连续,其中 T>0T>0 为固定参数。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.17909,
  title  = {Diffusion over ramified domains: solvability and fine regularity},
  author = {Kevin Silva-Pérez and Alejandro Vélez-Santiago},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17909},
  year   = {2025}
}

备注

40 pages, 9 figures