带误差估计的阻尼半线性各向异性波方程吸引子的齐次化
偏微分方程分析
2018-04-27 v1 动力系统
泛函分析
摘要
在有界区域 Ω ⊂ R 3 \Omega \subset \mathbb{R}^3 Ω ⊂ R 3 上,对阻尼半线性各向异性波方程 ∂ t 2 u ϵ + γ ∂ t u ϵ − d i v ( a ( x ϵ ) ∇ u ϵ ) + f ( u ϵ ) = g \partial_t^2 u^\epsilon +\gamma\partial_t u^\epsilon-{\rm div} \left(a\left( \tfrac{x}{\epsilon} \right)\nabla u^\epsilon \right)+f(u^\epsilon)=g ∂ t 2 u ϵ + γ ∂ t u ϵ − div ( a ( ϵ x ) ∇ u ϵ ) + f ( u ϵ ) = g 的全局 A ϵ \mathcal{A}^\epsilon A ϵ 与指数 M ϵ \mathcal{M}^\epsilon M ϵ 吸引子进行了齐次化。建立了轨迹 u ϵ ( t ) u^\epsilon(t) u ϵ ( t ) 与其齐次化轨迹 u 0 ( t ) u^0(t) u 0 ( t ) 之间的阶尖锐估计。这些估计以椭圆算子 d i v ( a ( x ϵ ) ∇ ) {\rm div}\left(a\left( \tfrac{x}{\epsilon} \right)\nabla \right) div ( a ( ϵ x ) ∇ ) 与其齐次化极限 d i v ( a h ∇ ) {\rm div}\left(a^h\nabla \right) div ( a h ∇ ) 的预解式算子范数差给出。进而,建立了各向异性吸引子与其齐次化对应物 A 0 \mathcal{A}^0 A 0 和 M 0 \mathcal{M}^0 M 0 之间 Hausdorff 距离的范数-预解式估计。这些结果蕴含形如 d i s t X ( A ϵ , A 0 ) ≤ C ϵ ϰ {\rm dist}_X(\mathcal{A}^\epsilon, \mathcal{A}^0) \le C \epsilon^\varkappa dist X ( A ϵ , A 0 ) ≤ C ϵ ϰ 与 d i s t X s ( M ϵ , M 0 ) ≤ C ϵ ϰ {\rm dist}^s_X(\mathcal{M}^\epsilon, \mathcal{M}^0) \le C \epsilon^\varkappa dist X s ( M ϵ , M 0 ) ≤ C ϵ ϰ 的误差估计,空间为 X = L 2 ( Ω ) × H − 1 ( Ω ) X =L^2(\Omega)\times H^{-1}(\Omega) X = L 2 ( Ω ) × H − 1 ( Ω ) 与 X = ( C β ( Ω ‾ ) ) 2 X =(C^\beta(\overline{\Omega}))^2 X = ( C β ( Ω ) ) 2 。在自然能量空间 E : = H 0 1 ( Ω ) × L 2 ( Ω ) \mathcal{E} : = H^1_0(\Omega) \times L^2(\Omega) E := H 0 1 ( Ω ) × L 2 ( Ω ) 中,建立了误差估计 d i s t E ( A ϵ , T ϵ A 0 ) ≤ C ϵ ϰ {\rm dist}_{\mathcal{E}}(\mathcal{A}^\epsilon, {T}_\epsilon \mathcal{A}^0) \le C \sqrt{\epsilon}^\varkappa dist E ( A ϵ , T ϵ A 0 ) ≤ C ϵ ϰ 与 d i s t E s ( M ϵ , T ϵ M 0 ) ≤ C ϵ ϰ {\rm dist}^s_{\mathcal{E}}(\mathcal{M}^\epsilon, {T}_\epsilon \mathcal{M}^0) \le C \sqrt{\epsilon}^\varkappa dist E s ( M ϵ , T ϵ M 0 ) ≤ C ϵ ϰ ,其中 T ϵ {T}_\epsilon T ϵ 是由渐近展开建议的齐次化吸引子的二阶修正。我们的结果应用于 Dirichlet、Neumann 与周期边界条件。
引用
@article{arxiv.1804.09947,
title = {Homogenisation with error estimates of attractors for damped semi-linear anisotropic wave equations},
author = {Shane Cooper and Anton Savostianov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1804.09947},
year = {2018}
}