补偿列紧方法及其应用案例开题报告

 2023-02-26 18:40:51

1. 研究目的与意义

双曲守恒律系统是非常重要的数学模型,可以用来描述许多出现于交通流,流体力学,弹性力学,气体动力学,航空航天以及现代气象学中的物理现象。双曲方程组反映了自然界中的波动现象,理论和成果十分丰富。大体上来说,线性方程的理论已经有了完整的体系,而在非线性方程中,发展最为迅速的是拟线性方程的间断解理论。解的间断性深刻地反映了非线性方程的本质特点,同时在自然界中各种物理量的间断面的传播是一种普遍现象,因此这一研究受到了学术界的极大关注。1986年美国国家研究委员会(NationalResearch Council)等单位对数学发展提出的六个重点课题中,有一个即为“非线性双曲守恒组”。

在偏微分方程中,双曲型方程的研究方法有着与众不同的特点。一些对于椭圆型方程与抛物型方程非常强力的工具,在双曲型方程面前显得无能为力。一般来说,一个非线性双曲守恒组很难写成相应的势泛函的变分问题。而在椭圆和抛物型方程中常用的Schauder度理论,建立在锥上的不动点理论,和发展方程中的算子半群理论也无法应用在一般的双曲系统上。到目前为止,双曲型方程的理论及及计算方法虽然有了很大的发展,但都还不完整。关于它们的研究是数学及计算数学中的一个热点,理论研究进展非常迅速。

2. 研究内容和预期目标

详见附件

3. 国内外研究现状

详见附件

4. 计划与进度安排

论文的主要工作是利用不变区域定理,一致有界变差估计和补偿列紧理论,研究了若干带源项和推广的双曲守恒律方程组弱解的全局存在性.其主要难点集中在粘性解的紧性估计,熵-熵流的构造以及部分熵-熵流的奇性分析,着重研究补偿列紧方法理论及其实际运用,并给出补偿列紧理论中Young测度表示定理,二阶行列式的弱连续性定理,Murat紧嵌入定理等常用研究方法的理论证明。

通过阅读陆云光老师的专著《双曲守恒律及补偿列紧方法》及补偿列紧理论相关的文献资料,能够了解补偿列紧方法其独有的优势,并能将其在应用层面进行一定的推广。前期工作仍以学习补偿列紧方法的理论知识为主,后期精读多篇名家论文,找到其精华之处,并能够加以创新,能够撰写出一篇优秀的论文报告。

5. 参考文献

[1]刘树君. 非线性守恒律大初值问题的若干研究[D].南京航空航天大学,2018.

[2] Amadori D, Gosse L,Guerra G. Global BV entropy solutions and uniqueness for hyperbolic systems ofbalance laws[J]. Archive for Rational Mechanicsamp;Analysis, 2002,162(4):327-366.

[3] Aw A, Rascle M.Resurrection of second order models of traffic flow[M].Society for Industrialand Applied Mathematics, 2000.

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