【摘 要】
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本文研究了一类可压缩的非牛顿流体方程(?)(1)强解的局部存在唯一性.其中ρ,u,π分别表示流体的密度、速度及压力,ρ0 ≥ 0,A>0,γ>1.对于此类问题,由于方程具有奇性,且初始密度是允许有真空的,直接去证明问题解的存在唯一性在性是有实质性困难的.因此,我们需要把问题分成两步来考虑.首先,我们要考虑初始密度非真空的情形(ρ0>0):令u0=0,建立如下迭代方程(?)其中(?
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本文研究了一类可压缩的非牛顿流体方程(?)(1)强解的局部存在唯一性.其中ρ,u,π分别表示流体的密度、速度及压力,ρ0 ≥ 0,A>0,γ>1.对于此类问题,由于方程具有奇性,且初始密度是允许有真空的,直接去证明问题解的存在唯一性在性是有实质性困难的.因此,我们需要把问题分成两步来考虑.首先,我们要考虑初始密度非真空的情形(ρ0>0):令u0=0,建立如下迭代方程(?)其中(?)u0ε∈H01∩H2是边值问题(?)的光滑解,将u0=0代入方程,由迭代法可知,迭代方程存在一串光滑解序列(ρk,uk),且最后可得到下列一致估计:(?)其中C是仅依赖于M0的正常数,M0=1+|ρ0|H1+|g|L2+|u0|H1∩H2.由一致估计我们对k,ε分别取极限:当k→∞时,有下列的收敛性uk→uε in L∞(0,T*;L2)∩ L2(0,T*;H01),强收敛,ρk→ρε in L∞(0,T*;L2)强收敛.当ε→0时,有下列收敛性uε→u in L∞(0,T*;L2)∩ L2(0,T*;H01)强收敛,ρε→ρ in L∞(0,T*;L2)强收敛.最后可得如下定理:定理0.1:假定0<δ ≤ρ0∈H1,u0 ∈ H01 ∩ H2,如果存在g ∈L2(Ⅰ),使得-(|u0x|p-2 u0x)x+πx(P0)=ρ01/2g,在I上几乎处处成立,则存在一个T*∈(0,+∞),使得初边值问题(Ⅰ)在ΩT*存在唯一的强解(ρ,u),满足ρ∈C([0,T*];H1),ρt∈C([0,T*;L2),u∈C([0,T*];H01)∩ L∞(0,T*;H2),ut∈L2([0,T*];H01),(?)ut∈L∞(0,T*;L2),(|ux|p-2 ux)x ∈ C([0,T*;L2).其次,我们考虑初始密度具真空的情形(ρ0≥0).由假设ρ0充分光滑,对ρ0δ=Jδ*ρ0+δ,u0δ∈H01 ∩ H2 是下列方程Lpu0δ=(ρ0δ)1/2gδ-πx(ρ0δ),的唯一解,其中(?)满足定理0.1的条件,则方程存在唯一的解(ρδ,uδ),且满足下列一致估计#12其中C是仅依赖于M0的正常数.我们对δ取极限:当δ→0时,有下列收敛性uδ→u in L∞(0,T*;L2)∩ L2(0,T*;H01)强收敛,ρδ→ρ in L∞(0,T*,L2)强收敛,最后可得如下定理:定理0.2:假定0≤ρ0∈H1,u0 ∈ H01 ∩ H2,如果存在g∈L2,使得-(|u0x|p-2u0x)x+πx(ρ0)=ρ01/2g在I上几乎处处成立,则存在一个T*∈(0,+∞),使得初边值问题(I)在ΩT*存在唯一的强解(ρ,u),满足ρ∈C([0,T*];H1),ρt ∈ C([0,T*];L2),u ∈ C([0,T*];H01)∩ L∞(0,T*;H2),ut∈L2([0,T*];H01),(?)ut ∈ L∞(0,T*;L2),(|ux|p-2 ux)x ∈ C([0,T*];L2).
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