高阶方程混合边界齐次化问题
Homogenization of Higher-Order Equations with Mixed Boundary Condition
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收稿日期: 2019-04-23
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Received: 2019-04-23
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该文研究了2m阶椭圆方程在Dirichlet-Neumann混合边界条件下的齐次化问题解的收敛率.文中主要使用了光滑算子,这就避免了对混合边界重叠项进行估计.该文建立了
关键词:
The paper is concerned with the convergence rates of solutions for homogenization of
Keywords:
本文引用格式
王娟, 赵杰.
Wang Juan, Zhao Jie.
1 引言
本篇文章,我们将研究
具体地,令
这里的
为了书写方便,全文使用了求和约定.这里假设矩阵
其中
这里,还假设光滑性条件
伴随着问题(1.1)的齐次化问题是
这里的常系数矩阵
其中
众所周知,解的收敛率研究是齐次化理论中的关键问题.二阶椭圆方程的齐次化问题结果较为丰富,读者可参阅文献[4-8, 18-19].相对来说,关于高阶椭圆方程的齐次化理论研究结果较少.最近,文献[1-3]得到了
以下是本文的主要结果.
定理1.1 令
其中
定理1.2 在定理1.1的假设条件下,则有
同时
本文其他部分安排如下.第二部分包含了一些基本公式和有用的命题,它们对于得到收敛率结果至关重要.第三部分,证明得到了高阶方程混合边值问题解的
2 预备知识
我们首先介绍一些符号和定义.
令
这里的
固定
其中
命题2.1 如果
和
证 这些估计式可以利用Parseval's定理和Hölder's不等式证明,参见文献[11].
命题2.2 令
证 这个命题往往被称为校正流性质.对于二阶线性算子的情形是众所周知的(如文献[18, Lemma 3.1]).上述命题由Pastukhova给出了证明(参见文献[21]).
注2.1 令
则周期函数
命题2.3 如果
3 定理的证明
定义
由
这里我们利用了
事实上,对于任意的
由此可得
经过简单计算,可知
于是,就有
首先估计
这里再次利用命题2.1和命题2.4,就有
接下来估计
类似地,还可以得到
和
对于
最后还需估计
因此,利用散度定理,可得
这里,我们利用了函数
所以,利用命题2.1,可以得到
综合估计式(3.3)-(3.9),就有
取检验函数
同时,注意到
这里,再结合定理1.1和Minkowski不等式,即证得定理1.2.
4 结论和展望
本篇文章研究了高阶偏微分方程Dirichlet-Neumann混合边界条件的齐次化问题解的收敛率.这里主要利用了光滑算子,这对于处理边界重叠项更加简单直接.具体地,我们利用齐次化手段和能量估计,对
据作者所知,前人的工作已经证明了经典齐次化问题在
虽然目前的工作还是纯理论的,但是希望本文的结果能致力于更好地理解高阶方程混合边界条件的齐次化问题.
参考文献
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Homogenization of the Neumann problem for higher-order elliptic equations with periodic coefficients
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Operator error estimates for the homogenization of the elliptic Dirichlet problem in a bounded domain
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Estimates in homogenization of higher-order elliptic operators
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