Kirchhoff型传输问题基态解的存在性

来源 :山西大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lovesyb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
设Ω是RN(N≥ 2)上带有C1,1边界(?)的有界区域,Ω1是Ω的一个子区域,(?)Ω也具有C1,1边界,令(?)是连通的.显然有(?)本文我们将采用非线性泛函分析中的临界点理论,变分法,Nehari流形等来研究如下一类Kirchhoff型传输问题基态解的存在性其中α,β是定义在R+:=[0,∞)上的两个正函数,v是(?)上的外法向量,且(?)(?)这个问题模拟了在Ω1,Ω2上分别由两种不同的材质构成的薄膜的横向振动.由于在边界∑上满足条件(?),我们称上述问题为传输问题.传输问题在物理学和生物学上有着广泛的应用.如在固体媒介的电动力学中,带有不同介质常数的铁磁媒质的电磁式过程;在生物学中,当主体生存环境由多种不同生态媒介构成时,种群的分布和传输问题等都是典型的非线性传输问题.讨论传输问题的关键之处是建立传输问题的空间结构.在本文中,我们的讨论是基于以下Sobolev空间其中根据Poincare不等式,H(?)(Ω2)是一个Banach空间并具有范数(?)[To Fu Ma and Jaime Edilberto Munoz Rivera.Positive solutions for a nonlinear nonlocal elliptic transmission problem.Appl.Math.Lett.,16(2):243-248,2003]定义了Sobolev空间E上的范数,并通过等价范数的方法证明了E的完备性,本文我们给出了一个更容易理解的方法.本文共五章.第一章,主要介绍Kirchhoff型传输问题的一些研究背景,国内外的研究现状以及本文的一些主要结果.第二章,我们将使用Nehari流形的方法研究次临界情形下Kirchhoff型传输问题(1)的基态解.我们假设函数对(α,f)和(β,g)分别属于AF(Ω1)和AF(Ω2).即如果(α,f)满足下列假设,则函数对(α,f)属于AF(?)(?)严格递增,(?)(?)存在(?),使得(?)上严格递减,其中(?)(F0)存在σ ∈(2,2*)和C>0,使得(F1)对x∈U,设f(x,s)/(|s|2γs)在(0,∞)上是递增的,在(-∞,0)上是递减的,而且lim|s|→∞f(x,s)/(|s|2γs)=∞对x ∈U一致成立,其中γ定义如(A1);(F2)lims→0f(x,s)/s=0对x ∈ U一致成立.本章主要证明了当N≥ 2时,若(α,f)和(β,g)分别属于AF(Ω1)和AF(Ω2),则问题(1)有一个基态解.即定理2.1.5.特别是对于N=2时,我们将在更弱的条件下继续研究上述传输问题,即(α,f)∈ AF(U).这里(α,f)∈AF’(U)是指(α,f)满足(A0),(A1),(F’0),(F1)和(F2),其中条件(F’0)如下(F’0)设λ>0,存在Cλ>0,使得我们获得了当N=2时,如果(α,f)和(β,g)分别属于AF’(Ω1)和AF’(Ω2),则问题(1)有一个基态解.这个结论推广了定理2.1.5在N=2情形下的结论.第三章,我们将致力于研究临界状态下基态解的存在性,即讨论如下传输问题基态解的存在性其中(?)上的外法向量,且(?)可以看到在上述传输问题中,如果λ>0,那么它的非线性项具有临界增长.据我们所知,关于Kirchhoff型传输系统的临界指数问题的研究还很少.在本章中,为了对上述临界问题得到类似于定理2.1.5的结论,假设函数对(α,f)和(β,g)属于集合AF.即如果(α,f)满足(A0),(A1),(F1),(F2),以及(F3),则称函数对(α,f)∈ AF,其中条件(F3)如下(F3)f满足拟临界增长型条件,即本章假设(?)获得了存在λ0>0,当λ∈[0,λ0)时,问题(2)有一个基态解(uλ,vλ).此外,当λ→0时,(uλ,vλ)→(u0,v0)在E中,其中(u0,v0)是问题(2)当λ=0时的基态解.即定理3.1.1.为了获得上述临界系统的非平凡解的存在性,很自然想到的办法是首先计算一个临界能量c*,这个值能够保证对所有的c<c*,相应的能量泛函满足(PS)c条件,然后再验证该泛函在Nehari流形上的最小能量小于c*.与这个方法不同,在本章中,我们借鉴了 文献[Wonjeong Jeong and Jinmyoung Seok.On perturbation of a functional with the mountain pass geometry:applications to the nonlinear Schrodinger-Poisson equations and the nonlinear Klein-Gordon-Maxwell equations.Calc.Var.Partial Differential Equations,49(1-2):649-668,2014]中扰动的思想来研究此问题基态解的存在性.Jeong和Soek考虑对充分小的λ0>0,在I0的山路型临界点的一个小邻域内,获得了泛函Iλ的一个非平凡临界点.事实上,他们用到了紧扰动的思想,但是在本章中由于临界项u5和v5的出现,Iλ显然不能看成I0的一个紧扰动,所以我们不能直接用上述文献定理1的方法去获得临界点.在这个意义下,我们的结果补充了上述文献的结果.第四章,我们考虑下列临界情形下修正的Kirchhoff型传输问题的基态解其中(?),v是(?)上的单位外法向量,且(?)由于非局部项(?)的存在,我们说这个系统是修正的Kirchhoff型传输问题.方程(3)有两个修正,一个是关于拟线性Schrodinger方程的修正,另一个是关于经典的Kirchhoff型传输问题的修正.本章我们将建立带有一般的g,φ及ψ的Kirchhoff传输问题基态解的存在性.同样地假设函数对(α,g,f),(β,g,h),(α,g,φ)和(β,g,ψ)属于集合A,其中函数对(α,g,f)属于A指(α,g,f)满足下列假设(A0)α ∈ C(M+)严格递增,α(0)>0;(A1)存在γ ∈(0,2),使得[α(s)-α(0)]/sλ在(0,∞)上是严格递减的;(G)g∈C1(R,R+)是偶函数,且g’(s)≥0,s∈R+,以及g(0)=1;(F’1)函数(?)在(0,∞)上递增,在(-∞,0)上递减,而且(?)如(A1)中所给.其中(?)特别的,如果lf=0,我们称f是次临界增长;如果lf≠0,称f是临界增长.关于方程(3),一个值得我们指出的问题是Sobolev临界指数问题,我们知道方程(2)的临界指数是6,而临界指数对解的性质有重要的影响.而方程(3)临界指数会因g的不同而不同,并且临界指数依赖于G6.这是一个有趣的现象.这一章的主要结论是如果(?)则存在λ0>0,使得当λ∈[0,λ0)时,问题(3)有基态解(uλ,vλ).此外,在E中(?)其中(u0,v0)是问题(3)当λ=0时的基态解.即定理4.1.5.特别的,令(?)(?)则存在λ0>0,使得当λ ∈[0,λ0)时,下列的方程有基态解uλ其中g ∈(4,12).进一步,在(?)中有(?)其中u0是上述问题当λ=0时的基态解.另外,设(?),则由定理4.1.5知,传输问题(3)有基态解.因此,我们说定理4.1.5是比定理3.1.1更一般的结论.第五章,我们将研究一类Kirchhoff型传输问题径向解的存在性.设(?)(?)别是(?)1)中的开球,闭球和球面.考虑如下传输问题非平凡径向解的存在性其中v是(?)上的外法向量,a,c>0,6,d≥0,且(?)我们假设两个函数f,g分别属于F(0,1)和F(1,2).如果f满足如下条件,则称函数f属于F(U)(f1)对每一个(?)在(0,∞)上递增,在(-∞,0)上递减,且(?)(?)一致成立;(?)上一致成立.在这一章中,我们先证明了如果(u,v)是上述传输问题的解,当且仅当(u,v)是如下常微分方程组的经典解为了获得上述解的等价性结果,我们先获得了一个正则性定理.即如果(?)(?)以及(?)是系统(5)的解,则(?).在此基础上我们证明了若f和g分别属于F(0,1)和F(1,2).则问题(4)有一个非平凡径向解.即定理5.1.1.特别的,当N=1时,定理5.1.1补充了定理2.1.5的结论.
其他文献
本文我们将研究如下椭圆边值问题其中Ω是RN中的有界光滑区域,N≤3,p∈[2,2*),u+=max{u,0},u-=min{u,0}以及u=u++u-.当N=1,2时,2*=∞;当N=3时,2*=6.如果此问题存在非平凡解,那么对应的(α,β)构成的集合称为相应于上述问题的Fu(?)ik谱.当p=2时,上述问题考虑的是经典的Laplace问题的Fu(?)ik谱,它有广泛的应用,如非线性梁振动,悬索
超立方体、星图和(n,k)星图是在理论上或在实际中可作为并行分布式计算系统的基础拓扑的三类重要网络,从图论的角度看,它们都是正则图.在设计和选择计算系统的网络时,人们必须考虑网络的容错性.较常用的度量网络容错性的图参数是(边)连通度.考虑到在实际中,系统的一些相对较紧凑的子结构中的元件由于面对相同的物理环境可能会同时发生故障,图的结构连通度和子结构连通度的概念被提出.另一方面,如果系统的每个元件都
本文研究有限可解群的本原特征标,重点探讨本原特征标的乘法分解的存在性和唯一性,以及相伴的辛模结构,目标是将本原特征标的若干经典定理推广到更为一般的不可约特征标,期望建立一大类不可约特征标的乘法分解定理,发展出更有力的证明技术,改进或解决几个相关的特征标问题.作为可解群中本原特征标的推广,本文提出了C-特征标的概念,描述了绝对不可分的C-特征标,即所谓的C*-特征标,包含了Brauer的强不可约特征
双连通网络(也称BC图)、k-元 n-方体、星图是目前被广泛应用于计算机系统互连网络的正则图。图的连通度和诊断度是表征互连网络可靠性的重要参数。g-额外连通度、g-额外诊断度、g-好邻连通度、g-好邻诊断度是两类带有约束条件连通度和诊断度,因其能更精确地度量互连网络可靠性而得到了广泛的关注。本文研究了 BC图、k-元n-方体和以星图为单元的分层星图的g-额外连通度、g-额外诊断度、g-好邻连通度和
等温压缩系数κT,是热力学物理中的一个重要物理量,可用来测定液体的流动性、固体的刚度。而在冷原子中,这个物理量广泛应用于判断系统从正常相到玻色爱因斯坦凝聚(BEC)相、从超流相到固体相如超固体和Mott绝缘相的相变。费米简并气体中的自旋轨道耦合(SOC)能从根本上改变S-波超流的命运,从而产生拓扑超流和Majorana零模。本文我们主要研究了自由空间和光晶格中的费米简并气体,在SOC和Zeeman
本文的核心工作是黎曼流形上板系统的渐近稳定性.结合板的实际背景及其振动特点,运用黎曼几何方法和(分段)乘子方法,分析了粘弹性阻尼、摩擦阻尼以及时滞在板系统中对稳定性的影响,粘弹性阻尼和摩擦阻尼对系统衰减速率影响的强弱对比,以及波(热)与板之间的信息传输机理.本文的研究结果可以丰富板系统的稳定性问题的相关理论,也可以为实际提供有价值的理论信息.研究内容主要分七部分介绍.第一章是绪论,主要介绍了与本文
在工程实际应用中,许多控制问题的数学物理模型都需要偏微分方程才能精确的描述,这类控制系统被称为分布参数控制系统。随着近代工业的发展以及数学理论和物理理论的完善,分布参数控制理论也有了很大发展。在分布参数控制理论中,稳定性理论一直是研究的一个重点。但随着科技的发展,近年来分布参数系统的性能输出追踪问题引起了国内外许多学者的关注。本文主要研究了一类带有控制输入时滞偏微分方程控制系统的性能输出追踪问题,
分布参数系统主要研究偏微分方程、积分方程、以及巴拿赫空间或希尔伯特空间中的抽象微分方程,具体的内容包括对系统的控制器设计和对系统的稳定性分析.近年来,一类带有不确定外部干扰的无穷维系统的研究成为分布参数系统控制领域广泛关注的问题,同时也成为国内外专家学者研究的热点和难点问题.在日常生活中,物体的运动随处可见,同时又伴随振动现象的发生.有些振动对物体的运动起着积极有利的作用,然而有些振动会带来负面影
激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一种新兴的由激光激发的发射光谱分析技术:通过高能量脉冲激光与被测物质作用后生成瞬态等离子体,然后对等离子体辐射光谱中的原子、离子或分子基特征谱线进行识别和处理,实现对被测物质组成元素的定性与定量分析和检测。LIBS技术具有分析速度快、多元素同时检测、无需样品制备、实时在线、无接触远程测量等优点,
本文主要研究无穷维系统的输出调节和扰动抑制问题.对于满足特定动态的外部干扰来说,内模原理是解决输出调节/扰动抑制问题的最基本的方法.由于内模原理假设系统的扰动信息和参考信息由外部的自治系统给出,因此,调节控制器必须包含外部系统的不稳定模态.本论文主要从三个方面拓展内模原理:论文的第二、第三章讨论了内模原理不能处理的一般参考信号或扰动信号的输出调节问题.第二章研究了带有一般非线性干扰以及控制和性能输