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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 ΩR3\Omega \subset \mathbb{R}^3 上,对阻尼半线性各向异性波方程 t2uϵ+γtuϵdiv(a(xϵ)uϵ)+f(uϵ)=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 的全局 Aϵ\mathcal{A}^\epsilon 与指数 Mϵ\mathcal{M}^\epsilon 吸引子进行了齐次化。建立了轨迹 uϵ(t)u^\epsilon(t) 与其齐次化轨迹 u0(t)u^0(t) 之间的阶尖锐估计。这些估计以椭圆算子 div(a(xϵ)){\rm div}\left(a\left( \tfrac{x}{\epsilon} \right)\nabla \right) 与其齐次化极限 div(ah){\rm div}\left(a^h\nabla \right) 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 A0\mathcal{A}^0M0\mathcal{M}^0 之间 Hausdorff 距离的范数-预解式估计。这些结果蕴含形如 distX(Aϵ,A0)Cϵϰ{\rm dist}_X(\mathcal{A}^\epsilon, \mathcal{A}^0) \le C \epsilon^\varkappadistXs(Mϵ,M0)Cϵϰ{\rm dist}^s_X(\mathcal{M}^\epsilon, \mathcal{M}^0) \le C \epsilon^\varkappa 的误差估计,空间为 X=L2(Ω)×H1(Ω)X =L^2(\Omega)\times H^{-1}(\Omega)X=(Cβ(Ω))2X =(C^\beta(\overline{\Omega}))^2。在自然能量空间 E:=H01(Ω)×L2(Ω)\mathcal{E} : = H^1_0(\Omega) \times L^2(\Omega) 中,建立了误差估计 distE(Aϵ,TϵA0)Cϵϰ{\rm dist}_{\mathcal{E}}(\mathcal{A}^\epsilon, {T}_\epsilon \mathcal{A}^0) \le C \sqrt{\epsilon}^\varkappadistEs(Mϵ,TϵM0)Cϵϰ{\rm dist}^s_{\mathcal{E}}(\mathcal{M}^\epsilon, {T}_\epsilon \mathcal{M}^0) \le C \sqrt{\epsilon}^\varkappa,其中 Tϵ{T}_\epsilon 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。

关键词

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}
}