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一类非局部守恒律的奇异极限:基于补偿紧凑性

偏微分方程分析 2025-11-20 v1

摘要

我们考虑一类非局部守恒律模型化交通流,形式为 tuε+x(V(uεγε)uε)=0\partial_t u_\varepsilon + \partial_x(V(u_\varepsilon \ast \gamma_\varepsilon) u_\varepsilon) = 0,其中卷积核 γε():=ε1γ(/ε)\gamma_\varepsilon(\cdot) := \varepsilon^{-1}\gamma(\cdot/\varepsilon) 进行了尺度重缩放。我们在当卷积核 γε\gamma_\varepsilon 浓度收敛于Dirac δ分布时(即 ε0\varepsilon \searrow 0),建立了弱解 uεu_\varepsilon 向相应局部守恒律的熵接受解在强 Lloc1L^1_{loc} 上的收敛。与已有文献不同,我们不依赖总变差估计或Ole\u{\i}nik型估计,而是对 {uεγε}ε>0\{u_\varepsilon \ast \gamma_\varepsilon\}_{\varepsilon>0} 族施加 L2L^2 类型的熵产生估计,并在初始数据仅属于 L1LL^1 \cap L^\infty 的情况下运用补偿紧凑性理论。我们的结果包含两个方面:第一,我们针对分片常数核 γ():=1[1,0]()\gamma(\cdot) := {1}_{[-1,0]}(\cdot) 结合Greenshields交通模型中的仿射速度函数,建立了非局部到局部的极限;第二,我们证明了严格单调核及递减速度函数情况下的极限。这两个结果解决了非凸核下非局部到局部收敛的长期开放问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2511.15631,
  title  = {Singular limit for a class of nonlocal conservation laws via compensated compactness},
  author = {Giuseppe Maria Coclite and Nicola De Nitti and Kuang Huang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15631},
  year   = {2025}
}