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矢量 Allen-Cahn 方程向多相平均曲率流的定量收敛

偏微分方程分析 2022-04-01 v1 数值分析 数值分析

摘要

相场模型如 Allen-Cahn 方程可能导致几何形状的形成与演化,这一现象可在适当的缩放机制下严格分析。在其尖锐界面极限中,具有 N3N\geq 3 个不同极小值的势的矢量 Allen-Cahn 方程被推测描述分支界面通过多相平均曲率流的演化。在本工作中,我们在二维和三维环境维度以及一类适当的势下,对该陈述给出严格证明:只要多相平均曲率流的强解存在,具有精心准备初值的矢量 Allen-Cahn 方程的解在界面宽度参数 ε0\varepsilon\searrow 0 的极限下收敛于多相平均曲率流。我们甚至建立了收敛速率 O(ε1/2)O(\varepsilon^{1/2})。我们的方法基于 Allen-Cahn 方程及其极限运动的梯度流结构:基于最近提出的多相平均曲率流“梯度流校准”概念,我们引入了带多阱势的矢量 Allen-Cahn 方程的相对熵概念。这使我们能够克服其他方法的局限性,例如避免需要对 Allen-Cahn 算子进行稳定性分析或对正时刻能量附加收敛假设。

关键词

引用

@article{arxiv.2203.17143,
  title  = {Quantitative convergence of the vectorial Allen-Cahn equation towards multiphase mean curvature flow},
  author = {Julian Fischer and Alice Marveggio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2203.17143},
  year   = {2022}
}

备注

53 pages