Существование и единственность слабого решения интегро-дифференциального уравнения агрегации на римановом многообразии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

На компактном римановом многообразии $\mathscr{M}$ рассматривается класс интегро-дифференциальных уравнений агрегации с нелинейным параболическим членом $b(x,u)_t$. Дивергентный член в уравнениях может вырождаться с потерей коэрцитивности и содержит нелинейности с переменными показателями. Краевое условие “непротекания” на границе $\partial\mathscr{M}\times[0,T]$ цилиндра $Q^T=\mathscr{M}\times[0,T]$ обеспечивает при отсутствии внешних источников сохранение “массы” $\displaystyle\int_\mathscr{M}b(x,u(x,t)) d\nu=\mathrm{const}$. В цилиндре $Q^T$ с достаточно малым $T$ доказано существование ограниченного решения смешанной задачи для уравнения агрегации. При дополнительных условиях доказано существование ограниченного решения задачи в цилиндре $Q^{\infty}=\mathscr{M}\times[0,\infty)$. Для уравнений вида $b(x,u)_t=\Delta A(x,u)-\operatorname{div}(b(x,u)\mathscr{G}(u))+f(x,u)$ с оператором Лапласа–Бельтрами $\Delta$ и интегральным оператором $\mathscr{G}(u)$ доказана единственность ограниченного решения смешанной задачи. Библиография: 26 названий.

Об авторах

Венера Фидарисовна Вильданова

Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы

кандидат физико-математических наук, доцент

Список литературы

  1. В. Ф. Вильданова, Ф. Х. Мукминов, “Существование слабого решения интегро-дифференциального уравнения агрегации”, Дифференциальные и функционально-дифференциальные уравнения, СМФН, 63, № 4, РУДН, М., 2017, 557–572
  2. F. Punzo, “Well-posedness of the Cauchy problem for nonlinear parabolic equations with variable density in the hyperbolic space”, NoDEA Nonlinear Differential Equations Appl., 19 (2012), 485–501
  3. J. L. Vazquez, “Fundamental solution and long time behavior of the porous medium equation in hyperbolic space”, J. Math. Pures Appl. (9), 104:3 (2015), 454–484
  4. J. A. Carrillo, S. Hittmeir, B. Volzone, Y. Yao, “Nonlinear aggregation-diffusion equations: radial symmetry and long time asymptotics”, Invent. Math., 218:3 (2019), 889–977
  5. E. F. Keller, L. A. Segel, “Initiation of slime mold aggregation viewed as an instability”, J. Theoret. Biol., 26:3 (1970), 399–415
  6. P. H. Chavanis, C. Rosier, C. Sire, “Thermodynamics of self-gravitating systems”, Phys. Rev. E (3), 66:3 (2002), 036105, 19 pp.
  7. P. Biler, T. Nadzieja, “Global and exploding solutions in a model of self-gravitating systems”, Rep. Math. Phys., 52:2 (2003), 205–225
  8. P. H. Chavanis, J. Sommeria, R. Robert, “Statistical mechanics of two-dimensional vortices and collisionless stellar systems”, Astrophys. J., 471 (1996), 385–399
  9. В. Ф. Вильданова, “Существование и единственность слабого решения нелокального уравнения агрегации с вырождающейся диффузией общего вида”, Матем. сб., 209:2 (2018), 66–81
  10. A. L. Bertozzi, D. Slepcev, “Existence and uniqueness of solutions to an aggregation equation with degenerate diffusion”, Commun. Pure Appl. Anal., 9:6 (2010), 1617–1637
  11. J. A. Carrillo, F. Hoffmann, E. Mainini, B. Volzone, “Ground states in the diffusion-dominated regime”, Calc. Var. Partial Differential Equations, 57:5 (2018), 127, 28 pp.
  12. V. Calvez, J. A. Carrillo, F. Hoffmann, “Equilibria of homogeneous functionals in the fair-competition regime”, Nonlinear Anal., 159 (2017), 85–128
  13. Ф. Х. Мукминов, “Единственность ренормализованного решения эллиптико-параболической задачи в анизотропных пространствах Соболева–Орлича”, Матем. сб., 208:8 (2017), 106–125
  14. Ф. Х. Мукминов, “Существование ренормализованного решения анизотропной параболической задачи с переменными показателями нелинейности”, Матем. сб., 209:5 (2018), 120–144
  15. Ю. А. Алхутов, В. В. Жиков, “Теоремы существования и единственности решений параболических уравнений с переменным порядком нелинейности”, Матем. сб., 205:3 (2014), 3–14
  16. В. Н. Четвериков, “Субмерсии в категории бесконечно продолженных дифференциальных уравнений”, Научный вестник МГТУ ГА, 2013, № 194(8), 88–97
  17. А. М. Виноградов, И. С. Красильщик, В. В. Лычагин, Введение в геометрию нелинейных дифференциальных уравнений, Наука, М., 1986, 336 с.
  18. A. Grigor'yan, Heat kernel and analysis on manifolds, AMS/IP Stud. Adv. Math., 47, Amer. Math. Soc., Providence, RI; International Press, Boston, MA, 2009, xviii+482 pp.
  19. В. В. Жиков , М. Д. Сурначeв, “О плотности гладких функций в весовых соболевских пространствах с переменным показателем”, Алгебра и анализ, 27:3 (2015), 95–124
  20. О. А. Ладыженская, В. А. Солонников, Н. Н. Уральцева, Линейные и квазилинейные уравнения параболического типа, Наука, М., 1967, 736 с.
  21. С. Л. Соболев, Некоторые применения функционального анализа в математической физике, 3-е изд., Наука, М., 1988, 334 с.
  22. H. W. Alt, S. Luckhaus, “Quasilinear elliptic-parabolic differential equations”, Math. Z., 183:3 (1983), 311–341
  23. Ж. Л. Лионс, Некоторые методы решения нелинейных краевых задач, Мир, М., 1972, 587 с.
  24. F. Otto, “$L^1$-contraction and uniqueness for quasilinear elliptic-parabolic equations”, J. Differential Equations, 131:1 (1996), 20–38
  25. H. Brezis, Analyse fonctionnelle. Theorie et applications, Collect. Math. Appl. Maîtrise, Masson, Paris, 1983, xiv+234 pp.
  26. Ж.-Л. Лионс, Э. Мадженес, Неоднородные граничные задачи и их приложения, Мир, М., 1971, 371 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Вильданова В.Ф., 2020

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).