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关于正初值Benjamin-Ono-Cauchy问题的零离散极限。 (英语) Zbl 1213.35052号

这项工作旨在建立一个处理可积Benjamin-Ono(BO)方程弱色散极限的基本框架,
\[\压裂{\partial u}{\partic t}+2u\frac{\partital u}{\ partial x}+\varepsilon{\mathcal H}\frac}\partial^2u}{\fartial x^2}=0。\]
这里,({mathcal H})代表希尔伯特积分变换,弱色散极限对应于(varepsilon to 0)。BO方程在流体力学中有一个众所周知的应用,它描述了色散非线性波在两个无粘流体(其中一个无限深)之间的界面上的传播。该分析是由其著名的对应项驱动的,该对应项之前是在KdV(Korteweg-de-Vries)方程框架内针对类似问题开发的。KdV方程的弱色散分析基于Witham、Gurevich和Pitaevskii的“唯象”方法,以及基于Lax和Levermore开发的KdV方程式的可积性的严格证明。还开发了一种用于BO方程调制周期波解的“唯象”方法,本工作旨在基于基本方程的可积性给出其严格证明。
在极限情况下(varepsilon=0),BO方程转换为“无耗散Burgers方程”,其解通过特征线方法产生,在(x,t)平面的焦散曲线处产生奇点。后一个方程的解可以扩展到焦散线以外,但作为多值方程,即焦散线表示分支点的出现。本工作的主要结果是,在(varepsilon)到0的极限内,BO方程的正则解可以表示为线性组合(具有不同的符号)对应的无耗散Burgers方程的多值解的所有分支(或者它相当于分支开始之前后一个方程的单解)。一类特殊的解以色散激波的形式被更详细地考虑。值得注意的是,在KdV方程的情况下,BO方程的弱色散极限比其对应项更简单、更明确。

MSC公司:

35B25型 偏微分方程背景下的奇异摄动
76B15号机组 水波、重力波;色散和散射,非线性相互作用
76磅70 无粘流体中的分层效应
第35季度53 KdV方程(Korteweg-de-Vries方程)
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