Large Time Asymptotics of Fundamental Solution for the Diffusion Equation in Periodic Medium and Its Application to Estimates in the Theory of Averaging

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The diffusion equation is considered in an infinite 1-periodic medium. For its fundamental solution we find approximations at large values of time t. Precision of approximations has pointwise and integral estimates of orders O(t(-d+j+1)/2) and O(t(-j+1)/2), j=0,1,…, respectively. Approximations are constructed based on the known fundamental solution of the averaged equation with constant coefficients, its derivatives, and solutions of a family of auxiliary problems on the periodicity cell. The family of problems on the cell is generated recurrently. These results are used for construction of approximations of the operator exponential of the diffusion equation with precision estimates in operator norms in Lp-spaces, 1≤p≤∞. For the analogous equation in an ε-periodic medium (here ε is a small parameter) we obtain approximations of the operator exponential in Lp-operator norms for a fixed time with precision of order O(εn), n=1,2,….

Sobre autores

V Zhikov

Vladimir State University

Email: pas-se@yandex.ru
87 Gor’kogo st., 600000 Vladimir, Russia

S Pastukhova

Moscow Technological University (MIREA)

Email: pas-se@yandex.ru
78 Vernadskogo avenue, 119454 Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Александрова И. А. Спектральный метод в асимптотических задачах диффузии со сносом// Мат. заметки. - 1996. - 59, № 5. - С. 768-770.
  2. Беляев А. Ю. Волны сжатия в жидкости с пузырьками воздуха// Прикл. мат. мех. - 1988. - 52, № 3. - С. 444-449.
  3. Беляев А. Ю. Усреднение в задачах теории фильтрации. - М.: Наука, 2004.
  4. Бирман М. С., Суслина Т. А. Периодические дифференциальные операторы второго порядка. Пороговые свойства и усреднения// Алгебра и анализ. - 2003. - 15, № 5. - С. 1-108.
  5. Василевская Е. С. Усреднение параболической задачи Коши с периодическими коэффициентами при учете корректора// Алгебра и анализ. - 2008. - 21, № 1. - С. 3-60.
  6. Василевская Е. С., Суслина Т. А. Пороговые аппроксимации факторизованного самосопряженного операторного семейства с учетом первого и второго корректоров// Алгебра и анализ. - 2011. - 23, № 2. - С. 102-146.
  7. Жиков В. В. Асимптотическое поведение и стабилизация решений параболического уравнения второго порядка с младшими членами// Тр. Моск. Мат. об-ва. - 1983. - 46. - С. 69-98.
  8. Жиков В. В. Спектральный подход к асимптотическим задачам диффузии// Дифф. уравн. - 1989. - 25, № 1. - С. 44-50.
  9. Жиков В. В., Козлов С. М., Олейник О. А. Усреднение дифференциальных операторов. - М.: Наука, 1993.
  10. Жиков В. В., Пастухова С. Е. Об операторных оценках в теории усреднения// Усп. мат. наук. - 2016. - 71, № 3. - С. 27-122.
  11. Като Т. Теория возмущений линейных операторов. - М.: Мир, 1972.
  12. Киндерлерер Д., Стампаккья Г. Введение в вариационные неравенства и их приложения. - М.: Мир, 1983.
  13. Коротков В. Б. Интегральные операторы. - Новосибирск: Наука, 1983.
  14. Ладыженская О. А., Уральцева Н. Н. Линейные и квазилинейные уравнения эллиптического типа. - М.: Наука, 1973.
  15. Пастухова С. Е. Аппроксимации операторной экспоненты в периодической задаче диффузии со сносом// Мат. сб. - 2013. - 204, № 2. - С. 133-160.
  16. Севостьянова Е. В. Асимптотическое разложение решения эллиптического уравнения второго порядка с периодическими быстро осциллирующими коэффициентами// Мат. сб. - 1981. - 115, № 2. - С. 204- 222.
  17. Суслина Т. А. Об усреднении периодических параболических систем// Функц. анализ и его прилож. - 2004. - 38, № 4. - С. 86-90.
  18. Феллер В. Введение в теорию вероятностей и ее приложения. Т. 2. - М.: Мир, 1967.
  19. Bensousan A., Lions J. L., Papanicolaou G. Asymptotic Analysis for Periodic Structure. - Amsterdam: North Holland, 1978.
  20. Ortega J. H., Zuazua E. Large time behavior in Rd for linear parabolic equations with periodic coefficients// Asymptot. Anal. - 2000. - 22, № 1. - С. 51-85.
  21. Pastukhova S. E. Approximations of the exponential of an operator with periodic coefficients// J. Math. Sci. (N.Y.). - 2012. - 181, № 5. - С. 668-700.
  22. Pastukhova S. E., Tikhomirov R. N. Error estimates of homogenization in the Neumann boundary problem for an elliptic equation with multiscale coefficients// J. Math. Sci. (N.Y.). - 2016. - 216, № 2. - С. 325- 344.
  23. Zhikov V. V., Pastukhova S. E. Estimates of homogenization for a parabolic equation with periodic coefficients// Russ. J. Math. Phys. - 2006. - 13, № 2. - С. 224-237.
  24. Zhikov V. V., Pastukhova S. E. Bloch principle for elliptic differential operators with periodic coefficients// Russ. J. Math. Phys. - 2016. - 23, № 2. - С. 257-277.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».