给定一维方程:
和有边界条件和,由于边界条件,我们不能忽略扩散项。在哪些情况下(非常小的我们能?这背后的数学理论是什么?
此外,如果我们有一个与时间相关的方程:
情况将如何变化?如果对流项是非线性的,例如在 Burgers 方程中呢?我无法找到有关此主题的参考资料,我将不胜感激。
给定一维方程:
和有边界条件和,由于边界条件,我们不能忽略扩散项。在哪些情况下(非常小的我们能?这背后的数学理论是什么?
此外,如果我们有一个与时间相关的方程:
情况将如何变化?如果对流项是非线性的,例如在 Burgers 方程中呢?我无法找到有关此主题的参考资料,我将不胜感激。
您显示的平稳方程通过平流项从右向左传输信息;它也略微扩散。如果你完全关闭扩散项,那么你只有从右到左的传输,你还需要去掉左边的边界条件:因为信息是从右到左的,左边什么都不会发生域的结尾对解决方案有任何影响。
可以对时间相关方程进行类似的论证。
一般来说,这些方程是“奇异扰动问题”的例子。您将能够找到很多关于该主题的文献。
在与时间相关的非线性情况下,如果您去掉扩散项,那么您就会遇到非线性双曲线问题。解决方案自然会在有限时间内产生奇点(不连续性)。要将解决方案扩展到该时间之外,必须考虑弱解决方案,并且丢失了唯一性。为了指定一个唯一的、物理相关的解,通常会调用一个熵条件,这相当于强制弱解是扩散方程的“粘度消失极限”。
该领域的典型参考文献是 Whitham。我偏爱 LeVeque 的两篇文章,尽管它们更关注数字而非理论。