Averaging of Higher-Order Parabolic Equations with Periodic Coefficients

封面

如何引用文章

全文:

详细

In L2(Rd;Cn), we consider a wide class of matrix elliptic operators Aε of order 2p (where p≥2) with periodic rapidly oscillating coefficients (depending on x/ε). Here ε > 0 is a small parameter. We study the behavior of the operator exponent e-Aετ for τ > 0 and small ε. We show that the operator e-Aετ converges as ε → 0 in the operator norm in L2(Rd;Cn) to the exponent e-A0τ of the effective operator A0. Also we obtain an approximation of the operator exponent e-Aετ in the norm of operators acting from L2(Rd;Cn) to the Sobolev space Hp(Rd; Cn). We derive estimates of errors of these approximations depending on two parameters: ε and τ. For a fixed τ > 0 the errors have the exact order O(ε). We use the results to study the behavior of a solution of the Cauchy problem for the parabolic equation τuε(x,τ)= -(Aε uε)(x,τ)+F(x,τ) in Rd.

作者简介

A. Miloslova

Saint Petersburg State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: st010144@student.spbu.ru
Saint Petersburg, Russia

T. Suslina

Saint Petersburg State University

Email: t.suslina@spbu.ru
Saint Petersburg, Russia

参考

  1. Бахвалов Н. С., Панасенко Г. П. Осреднение процессов в периодических средах. - М.: Наука, 1984.
  2. Бирман М. Ш., Суслина Т. А. Периодические дифференциальные операторы второго порядка. Пороговые свойства и усреднения// Алгебра и анализ. - 2003. - 15, № 5. - С. 1-108.
  3. Бирман М. Ш., Суслина Т. А. Пороговые аппроксимации резольвенты факторизованного самосопряженного операторного семейства с учетом корректора// Алгебра и анализ. - 2005. - 17, № 5. - С. 69-90.
  4. Бирман М. Ш., Суслина Т. А. Усреднение периодических эллиптических дифференциальных операторов с учетом корректора// Алгебра и анализ. - 2005. - 17, № 6. - С. 1-104.
  5. Бирман М. Ш., Суслина Т. А. Усреднение периодических дифференциальных операторов с учетом корректора. Приближение решений в классе Соболева H1(Rd)// Алгебра и анализ. - 2006. - 18, № 6. - С. 1-130.
  6. Василевская Е. С. Усреднение параболической задачи Коши с периодическими коэффициентами при учете корректора// Алгебра и анализ. - 2009. - 21, № 1. - С. 3-60.
  7. Вениаминов Н. А. Усреднение периодических дифференциальных операторов высокого порядка// Алгебра и анализ. - 2010. - 22, № 5. - С. 69-103.
  8. Жиков В. В. Об операторных оценках в теории усреднения// Докл. РАН. - 2005. - 403, № 3. - С. 305-308.
  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. Кукушкин А. А., Суслина Т. А. Усреднение эллиптических операторов высокого порядка с периодическими коэффициентами// Алгебра и анализ. - 2016. - 28, № 1. - С. 89-149.
  13. Пастухова С. Е. Операторные оценки усреднения для эллиптических уравнений четвертого порядка// Алгебра и анализ. - 2016. - 28, № 2. - С. 204-226.
  14. Пастухова С. Е. L2-аппроксимации резольвенты в усреднении эллиптических операторов высокого порядка// Пробл. мат. анализа. - 2020. - 107. - С. 113-132.
  15. Пастухова С. Е. L2-аппроксимации резольвенты в усреднении эллиптических операторов четвертого порядка// Мат. сб. - 2021. - 212, № 1. - С. 119-142.
  16. Санчес-Паленсия Э. Неоднородные среды и теория колебаний. - М.: Мир, 1984.
  17. Слоущ В. А., Суслина Т. А. Усреднение эллиптического оператора четвертого порядка с периодическими коэффициентами при учете корректоров// Функц. анализ и его прилож. - 2020. - 54, № 3. - С. 94-99.
  18. Слоущ В. А., Суслина Т. А. Усреднение эллиптического оператора четвертого порядка с периодическими коэффициентами// В сб.: «Сборник материалов международной конференции КРОМШ-2020». - Симферополь: «Полипринт», 2020. - С. 186-188.
  19. Слоущ В. А., Суслина Т. А. Пороговые аппроксимации резольвенты полиномиального неотрицательного операторного пучка// Алгебра и анализ. - 2021. - 33, № 2. - С. 233-274.
  20. Суслина Т. А. Об усреднении периодических параболических систем// Функц. анализ и его прилож. - 2004. - 38, № 4. - С. 86-90.
  21. Суслина Т. А. Усреднение эллиптических операторов с периодическими коэффициентами в зависимости от спектрального параметра// Алгебра и анализ. - 2015. - 27, № 4. - С. 87-166.
  22. Bensoussan A., Lions J. L., Papanicolaou G. Asymptotic analysis for periodic structures. - Amsterdam- New York: North Holland Publishing Co., 1978.
  23. Meshkova Yu. M. Note on quantitative homogenization results for parabolic systems in Rd// J. Evol. Equ. - 2020. - doi: 10.1007/s00028-020-00600-2.
  24. Pastukhova S. E. Estimates in homogenization of higher-order elliptic operators// Appl. Anal. - 2016. - 95, № 7. - С. 1449-1466.
  25. Suslina T. A. Homogenization of a periodic parabolic Cauchy problem// В сб.: «Nonlinear Equations and Spectral Theory». - Providence: Amer. Math. Soc., 2007. - С. 201-233.
  26. Suslina T. A. Homogenization of a periodic parabolic Cauchy problem in the Sobolev space H1(Rd)// Math. Model. Nat. Phenom.- 2010.- 5, № 4. - С. 390-447.
  27. Suslina T. A. Homogenization of the higher-order Schro¨ dinger-type equations with periodic coefficients// В сб.: «Partial Differential Equations, Spectral Theory, and Mathematical Physics. The Ari Laptev Anniversary Volume». - EMS Publishing House, 2021 (to appear). - arXiv: 2011.13382.
  28. Zhikov V. V., Pastukhova S. E. On operator estimates for some problems in homogenization theory// Russ. J. Math. Phys. - 2005. - 12, № 4. - С. 515-524.
  29. 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.

补充文件

附件文件
动作
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».