含吸收项或源Newton渗流方程解的复杂渐近行为

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本文考虑含吸收项或含源Newton渗流方程的Cauchy问题其中m>1,p>m,+2/N,α是常数.我们的目的在于研究解的渐近行为,特别是解的复杂渐近行为.全文共分五章,第一章是绪论部分,第二到第四章分别讨论不含吸收项与源,含吸收项以及含源三种不同的情形,第五章是结论部分.发展方程Cauchy问题解的复杂渐近行为的研究是近年来在国际上才出现的热点课题.2002年,Vazquez与Zuazua等人在纪念J.L.Lions所发表的一篇学术论文中首次发现解的复杂渐近行为这种现象Cazenave. Dickstein与Weissler等人在2003到2007年之间利用解的显式表达式与线性性等性质,研究了线性方程的典型即热方程的rescaled解tμ/2u(tβx,t)按最大模的复杂渐近行为.我们在第二章首先得到了当初值属于空间L1(RN)或空间L∞(RN)时,Newton渗流方程Cauchy |问题的解支集的传播速度估计,再利用Scaling算子与Newton渗流半群算子的某种交换关系等性质,研究了典型的非线性方程即Newton渗流方程的rescaled解tμ/2u(tβx,t)按最大模的复杂渐近行为.Vazquez等人在2002年的文章中利用尺度不变性,发展方程所生成的半群算子的正则性与连续性等性质,得到了热方程,Newton渗流方程等发展方程的Cauchy问题的解在Lloc∞(RN)范数下的渐近行为与初值在空间L∞(RN)中的空间渐近行为具有某种等价关系.后来,Cazenave, Dickstein与Weissler等人发现热方程Cauchy问题的解在L∞(RN)范数下的渐近行为与初值在空间Wσ(RN)中的空间渐近行为也具有这种等价关系.我们在第三章中发现不含吸收项与源,含吸收项的Newton渗流方程Cauchy问题的解在L∞(RN)范数下的渐近行为与初值在空间Wσ(RN)中的空间渐近行为也具有相类似的等价关系.为此,我们需要当初值属于空间Wσ(RN)时,Newton渗流方程解的衰减估计及解支集的传播速度估计.进而,作为一个重要的应用,我们发现Alikakos.Rostamian,Kamin与Peletier等人早在上世纪八,九十年代就得到的关于上述两种情形的解的渐近行为在锥{x∈RN;|x|≤Ct(?)/σ(m-1)+2}上成立的结论实际上在全空间RN中也是成立的.在本文的第四章,我们首先得到了含源Newton渗流方程的Cauchy问题解的整体存在性及衰减估计,然后据此去研究其解的复杂渐近行为.作为一个直接的应用,我们非常简单的证明了当初值u0∈Bη(M)σ,+时,非线性源在解的渐近行为中的作用可以忽略不计这个本世纪初才被Mukai与Mochizuki等人得到的结果.
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