一类带局部化源项的非局部扩散问题解的性质

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非线性偏微分方程(组)解的性质一直以来都是非线性分析和偏微分方程这两个研究领域讨论的一个重要内容.生物学、化学和物理学等应用学科中的很多数学模型也都与这些方程紧密相关.随着科学技术的日新月异和数学研究方法的日臻完善,非线性偏微分方程(组)的形式越来越多样.  近年来,非局部扩散方程ut(x,t)=∫RN J(x-y)u(y,t)dy-u(x,t)以及推广而来的一系列非局部扩散问题,引起了很多科学工作者的兴趣和关注.这些非局部扩散问题被广泛地用来描述扩散的进程,其中u(x,t)可以用来表示某个物种在t时刻在点x处的密度,J(x-y)代表从点y移动到点x的概率分布,卷积(J*u)(x,t)=∫RN J(x-y)u(y,t)dy表示物种从其它点到达点x的速度.  本论文研究如下带有局部化源项的非局部扩散方程组{ut-∫ΩJ(x-y)(u(y,t)-u(x,t))dy=um(x0,t)vp(x0,t),(x,t)∈Ω×(0,T),vt-∫ΩJ(x-y)(v(y,t)-v(x,t))dy=uq(x0,t)vn(x0,t),(x,t)∈Ω×(0,T),u(x,0)=u0(x),v(x,0)=v0(x), x∈Ω解的性质,包括解的存在性与唯一性,解的整体存在与有限时刻爆破,解的两个分量u和v发生同时爆破和不同时爆破的条件以及解的爆破速率的估计等问题.  在本文中,我们首先运用压缩映像原理证明了解的存在性和唯一性;然后通过建立新的比较原理,并利用上下解方法导出了解在有限时刻发生爆破的条件;接着利用一些常用的不等式和分析的技巧并借鉴文献[1]中的方法,我们得到:u和v在有限时刻T同时爆破的充分条件和必要条件,并进一步讨论了u和v的爆破模式与爆破点集的刻画;最后借助于比较原理和常微分方程不等式等方法和技巧,导出了u和v在有限时刻T不同时爆破的充分条件和必要条件以及爆破速率的估计和爆破点集的刻画.
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