几类具有场效应的动力学方程的定性分析

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本博士学位论文主要研究几类具有场效应的动力学模型:彗星流方程、vlasov—Poisson系统和V1asov—Helmh01tz系统.它们在天体物理、等离子体、中性气体、中子输运和半导体等领域的研究中有重要的应用.  本论文分成五章.第一章介绍了研究对象的物理背景、数学模型和研究现状.  第二章讨论了带外力场的彗星流方程的Cauchv问题.在初始密度具有有限的质量和动能情况下,得到了弱解的两个存在性结果.第一个结果在假设外力场关于速度变量散度自由、外力场和初始密度满足一定可积性的条件下,相应Cauchv问题非负弱解的存在性.作为特殊的一类,给定Lorentz场也得到了考虑,并且得到类似的存在性结果.第二个结果考虑的是自洽静电场的情形,当初始密度具有L2可积性时,系统存在全局非负弱解得到证明.  第三章讨论了带自洽电磁场的三维彗星流方程的Cauchv问题.此动力学模型来源于天体物理,可以看做经典V1asov—MaXwell系统在“波一粒子碰撞算子”下的扰动.在初始值满足物理条件时,即具有有限的质量和能量且满足一些相容性条件,非负弱解的整体存在性得到证明.  第四章考虑了斥力场情形下的三维V1asov—Poisson系统.对初始值有紧支柱的光滑解,速度支柱的渐近估计被改进到:t2/11+ε,其中ε>0可取得充分小.因此,得到了一个关于自洽静电场更佳的估计:当t→∞时,E∞=O(t一1/11+ε).  第五章考虑了二维vlasov—Helmh01tz系统所描述的无碰撞等离子体.假设给定的正离子背景介质不依赖于时间和空间,证明了无穷质量的光滑解的局部存在性,并且建立了这类光滑解的延拓准则.
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