【摘 要】
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波动方程是一类重要的二阶偏微分方程,主要用于描述波的扩散和传播,其解有助于我们更加直观地了解波的传播特性,并应用于实际工程中。在波的传播过程中,各种类型的介质存在导致波产生耗散现象。因此,在分析波动方程的一些性质时,我们通常把阻尼考虑在内。本文考虑了一类带有结构阻尼的拟线性波动方程(Semilinear Structural Damped Wave equations,SSDW),模型如下:(?)
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金(HUST:2016YXMS009); 湖北省自然科学基金(2019CFC844);
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波动方程是一类重要的二阶偏微分方程,主要用于描述波的扩散和传播,其解有助于我们更加直观地了解波的传播特性,并应用于实际工程中。在波的传播过程中,各种类型的介质存在导致波产生耗散现象。因此,在分析波动方程的一些性质时,我们通常把阻尼考虑在内。本文考虑了一类带有结构阻尼的拟线性波动方程(Semilinear Structural Damped Wave equations,SSDW),模型如下:(?)其中,σ≥1,a∈[0,σ),μ≥0.我们研究了模型(0.1)小初值解的全局存在唯一性,并对解的衰减速度进行了估计。文章的主要贡献在于进一步扩大了拟线性项‖D|au|p中p的范围,放松了解存在唯一时需要满足的条件。第一章按照阻尼项的复杂程度,我们回顾了线性阻尼波动方程和拟线性阻尼波动方程的研究现状,分析了不同类型波动方程解的衰减速度或渐近行为,并给出了本文的预备知识和主要研究内容。第二章研究了模型(0.1)对应的线性部分的衰减速度。首先,我们通过Fourier变换,将偏微分方程转化为频域内的常微分方程。其次,根据参数μ的取值,我们将常微分方程分为三类并依次求解。然后,我们利用Riesz-Thorin内插定理、推广的Holder不等式等工具对常微分方程的解进行放缩,并基于Fourier逆变换,得到线性部分解的衰减估计。第三章导出了 SSDW方程小初值解的存在唯一性以及衰减估计。通过Duhamel原理,Gagliardo-Nirenberg不等式及第二章中线性部分的衰减结果,我们证明了解的存在唯一性,同时,得到了 SSDW方程的衰减估计。第四章总结了本文的主要内容,介绍了文章的主要贡献,并对未来的研究方向进行了阐述。
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