Benjamin-Bona-Mahony方程指数吸引子的存在性
Exponential Attractors of 3D Benjamin-Bona-Mahony Equations
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收稿日期: 2017-02-15
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Received: 2017-02-15
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该文讨论3维的Benjamin-Bona-Mahony方程在自治和非自治两种情况下指数吸引子的存在性,推广和改进了已有的一些结果.
关键词:
In this paper, we investigate the existence of exponential attractors of the three dimensional Benjamin-Bona-Mahony equation in the case that both the autonomous and nonautonomous systems, which extend and improve some previous results.
Keywords:
本文引用格式
罗旭东, 马巧珍.
Luo Xudong, Ma Qiaozhen.
1 引言
我们考虑3维的Benjamin-Bona-Mahony (BBM)方程
其中
BBM方程作为一种传播长波的模型,近几年来被一些作者广泛研究.文献[2]通过对无界域上BBM方程渐近性的研究得到了3维的BBM方程全局吸引子的存在性.文献[3]解决了BBM方程全局吸引子的正则性问题,并证明了外力项光滑时全局吸引子也是光滑的.由于BBM方程生成的动力系统在
2 预备工作
引入与外力项
其中
对所有的
我们引入空间
记
对任意的
分别为空间
定义
对非线性向量函数
其中
假设
其中
另外,本文会经常用到以下Poincaré不等式
这里
定理2.1[5] 设
其中常数
这里
其中
3 自治的情况
本小节我们考虑自治的BBM方程,即下面的方程
这里
定义3.1[6] (加强的平坦性条件) 设
(1)
(2)
其中,
定理3.1[8] 设
(1)
其中
(2)半群
定理3.2[6] 设
定理3.3[6] 设
(1)
(2)
定理3.4[8] 设
并且,
定理3.5[8] 存在正常数
下面证明半群
设
其中
定理3.6 设
其中
证 用
其中
定义泛函
则结合
由Gronwall引理,可得
因此,方程
利用定理
定理3.7 设
4 非自治的情况
本小节我们考虑下面非自治的BBM方程
对外力项
定理4.1[8] 假设
定理4.2[8] 设(2.3)-(2.4)式成立,
为了得到解的正则性的估计,将
其中
和
定理4.3[8] 对任意的
这里
定理4.4[8] 对任意的
其中
定理4.5[8] 对
和
其中
定理4.6[8] 设
其中常数
定理4.7[8] (一致吸引子) 方程
其中
下面,我们研究问题(4.1)的非自治的指数吸引子.首先需要下面的一些抽象结果.
定义4.1[5] (指数吸引子) 过程族
(1)所有集合
(2)存在一个正常数
定义4.2[5, 15] 设
(1)映射
(2)
这里
和
定理4.8[5, 15] 设
(a)存在正常数
(b)
和
那么,存在一个指数吸引子
(1)对每一个
这里常数
(2)
(3)这一簇集合满足下列形式的一致指数吸引性
这里
(4)函数
这里
进一步我们假设
本文的主要结果是
定理4.9 设
(1)对每个
(2)
(3)
这里常数
(4)函数
这里常数
定理4.10
证 由定理
由文献[8,定理4.6]可得,对任意的有界集
用
由Young不等式可得
结合
由
故可得
将
利用Gronwall不等式,结合定理
为了得到以下的引理,记
和
定理4.11
和
证 用
因为
由
从而,利用与文献[5,定理
定理4.12 在定理
(1)对任意的
(2)
这里
和
证 由定理
这里
而
由
这里常数
对于
由Lagrange中值定理与Hölder不等式可得
其中
由
故可得
从而,由
因此,由定理
其中
故有
由定理
取
定理4.9的证明 由定理
参考文献
Attractors for the generalized Benjamin-Bona-Mahony equation
,
Existence of global attractors for the Benjamin-Bona-Mahony equation in unbounded domains
,DOI:10.1088/1751-8113/40/34/007 [本文引用: 1]
Regularity of attractors for the Benjamin-Bona-Mahony equation
,DOI:10.1088/0305-4470/31/37/021 [本文引用: 1]
Necessary and sufficient conditions for the existence of exponential attractors for semigroups and applications
,
Gevrey regularity of global attractors for the generalized BenjaminBona-Mahony equation
,
Attractors for autonomous and nonautonomous 3D Benjamin-Bona-Mahony equations
,DOI:10.1016/j.amc.2015.10.086 [本文引用: 14]
Pullback attractors for the nonautonomous Benjamin-Bona-Mahony equation in unbounded domains
,
Quasilincar cvolution cquations in nonclassical diffusion
,DOI:10.1137/0519008
Asymptotic smoothing and attractors for the generalized BenjaminBona-Mahony equation on Rn
,DOI:10.1016/j.jde.2005.08.004 [本文引用: 1]
Exponential attractors and finite-dimensional reduction of nonautonomous dynamical systems
,
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