缺少初始条件的 PDE 类有名称吗?

计算科学 pde 边界条件 双曲-pde 抛物线pde
2021-12-07 19:43:55

我在想这种问题叫什么。我用(希望是)标准符号的电报员方程来说明它。

寻找u:Ω×RR这样

utt+ut2u=0for(x,t)Ω×Ru=ubcsin(ωt)for (x,t)Ω×R

重点是我一直对求解 PDE 感兴趣,或者更准确地说,我对 PDE 的极限循环行为感兴趣(在与初始条件相关的任何瞬态消失之后)。

从数学上讲,我想一个有效的问题如下。美好的u:Ω×RR这样

utt+ut2u=0for(x,t)Ω×Ru=ubcsin(ωt)for(x,t)Ω×Ru(x,t+2π/ω)=u(x,t)for(x,t)Ω×R

这个问题有名字吗?

1个回答

此类问题(有时称为横向柯西问题)通常不是适定的(这意味着它们要么缺乏解,要么存在无限多的解,或者解在边界条件的扰动下不稳定)。

对于抛物线(或耗散)方程,研究平稳极限是有意义的(只需省略项ut在 PDE 和初始条件中),但我不认为波状双曲线问题是这种情况,其中信息传输时不会丢失(意味着初始条件的影响永远不会消失,除非你有吸收边界条件,在这种情况下,极限解是平凡解u0)。

你的第二个问题在数学上并没有真正的意义,因为解决方案u要么完全由周期性和边界条件决定(如果它们兼容),要么不存在解(如果它们不存在)。