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微分约束下高对比度复合材料的均匀化。 (英语) Zbl 07827017号

摘要:我们利用变分技术导出了一类积分泛函在线性微分约束下的极限描述。泛函设计用于对高对比度复合材料的能量进行编码,即在微观层面上由周期性穿孔基质组成的异质材料,其空腔被具有非常不同物理性质的填充物占据。当周期趋于零时,我们的主要结果提供了一个Gamma收敛性分析,并表明所涉及泛函的变分极限是两个贡献的总和,一个来自矩阵中存储的能量,另一个来自包含中存储的能源。由于潜在的高对比度结构,该研究面临着相对于(L^p)中的标准拓扑缺乏矫顽力的问题,我们通过双尺度收敛技术解决了这一问题。为了处理微分约束,我们建立了关于常系数常秩线性齐次微分算子的势和保约束扩张算子的存在性的新结果。

MSC公司:

49J45型 涉及半连续性和收敛性的方法;放松
35D99型 偏微分方程的广义解
49K20型 偏微分方程问题的最优性条件
74季度99 均匀化,固体力学中有效性能的测定
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参考文献:

[1] E.Acerbi,V.ChiadóPiat,G.Dal Maso和D.Percivale,连通集的扩张定理,一般周期域的均匀化,非线性分析。18(1992),第5期,481-496·Zbl 0779.35011号
[2] G.Allaire,均质化和双尺度收敛,SIAM J.数学。分析。23(1992),第6期,1482-1518·Zbl 0770.35005号
[3] G.Allaire,均匀化法形状优化,应用。数学。科学。146,斯普林格,纽约,2002年·Zbl 0990.35001号
[4] G.Allaire、L.Cavallina、N.Miyake、T.Oka和T.Yachimura,《结构拓扑优化的均匀化方法:新旧》,Interdiscip。通知。科学。第25期(2019年),第2期,第75-146页·Zbl 1452.74096号
[5] A.Arroyo-Rabasa,PDE约束下线性增长凸积分泛函的松弛与优化,J.Funct。分析。273(2017),第7期,2388-2427·Zbl 1375.49014号
[6] A.Arroyo-Rabasa,域上一类常数库算子的新投影和Korn估计,预印本(2021),https://arxiv.org/abs/2109.14602。
[7] A.Arroyo-Rabasa、G.De Philippis和F.Rindler,《PDE约束下线性增长积分泛函的下半连续性和松弛》,《高级计算》第13卷(2020年),第3期,第219-255页·Zbl 1445.49006号
[8] J.-L.Auriault,周期复合材料中热传导的有效宏观描述,国际热质传递杂志。26 (1983), 861-869. ·兹比尔0507.73099
[9] M.Baía,M.Chermisi,J.Matias和P.M.Santos,在mathfrak环境下线性增长的符号泛函的下半连续性和松弛{A} -拟凸性《计算变量偏微分方程》47(2013),第3-4期,465-498页·Zbl 1271.49008号
[10] M.Barchiesi,含软夹杂物脆性复合材料均匀化中裂纹偏转增韧,Arch。定额。机械。分析。227(2018),第2期,749-766·Zbl 1387.35569号
[11] M.Barchiesi、G.Lazzaroni和C.I.Zeppieri,含软夹杂物脆性复合材料均匀化中的桥接机制,SIAM J.Math。分析。48(2016),第2期,1178-1209·Zbl 1337.49015号
[12] B.Benešová和M.Kruík,积分泛函和应用的弱下半连续性,SIAM Rev.59(2017),第4期,703-766·Zbl 1378.49011号
[13] G.Bouchitté和B.Schweizer,通过反常局部共振隐身小物体,夸特。J.机械。申请。数学。63(2010),第4期,437-463·Zbl 1241.78001号
[14] A.Braides,Γ-初学者收敛,牛津大学。数学。申请。22,牛津大学,牛津,2002年·Zbl 1198.49001号
[15] A.Braides和A.Defranceschi,多重积分的均匀化,牛津大学系列讲座。数学。申请。12,牛津大学,牛津,1998年·Zbl 0911.49010号
[16] A.Braides,I.Fonseca和G.Leoni,\mathfrak{A} -拟凸性:松弛和均匀化,ESAIM Control Optim。计算变量5(2000),539-577·Zbl 0971.35010号
[17] A.Braides和A.Garroni,含硬夹杂和软夹杂的周期非线性介质的均匀化,数学。模型方法应用。科学。5(1995),第4期,543-564·Zbl 0836.73003号
[18] A.Braides和M.Solci,含软夹杂物的多尺度自由不连续问题,Boll。意大利统一材质。(9) 6(2013),第1期,29-51·Zbl 1272.49024号
[19] F.Cagnetti、A.Chambolle、M.Perugini和L.Scardia,有界变形广义特殊函数的推广结果,J.凸分析。28(2021),第2期,457-470·兹比尔1486.49061
[20] F.Cagnetti和L.Scardia,SBV中的一个扩张定理及其在穿孔域中Mumford-Shah泛函均匀化中的应用,J.Math。Pures应用程序。(9) 95(2011),第4期,349-381·Zbl 1217.49036号
[21] M.Camar-Eddine和L.Pater,非周期柱状结构高对比度和非对称电导率的均匀化,Netw。杂种。媒体8(2013),编号4,913-941·Zbl 1304.35060号
[22] M.Camar-Eddine和P.Seppecher,弹性泛函集闭包的确定,Arch。定额。机械。分析。170(2003),第3期,211-245·Zbl 1030.74013号
[23] S.L.Campbell和C.D.Meyer,线性变换的广义逆,经典应用。数学。56,工业和应用数学学会,费城,2009年·Zbl 1158.15301号
[24] C.Castaing和M.Valadier,凸分析和可测多函数,数学课堂讲稿。580,柏林施普林格,1977年·Zbl 0346.46038号
[25] M.Cherdantsev和K.D.Cherednichenko,积分泛函的双尺度Γ-收敛及其在非线性高对比度周期复合材料均匀化中的应用,Arch。定额。机械。分析。204(2012),第2期,445-478·Zbl 1458.74119号
[26] M.Cherdantsev、K.D.Cherednichenko和S.Neukam,小载荷下非线性弹性的高对比度均匀化,渐近。分析。104(2017),第1-2期,第67-102页·Zbl 1374.74016号
[27] K.Cherednichenko和S.Cooper,高对比度麦克斯韦方程组的均匀化,Mathematika 61(2015),第2期,475-500·Zbl 1337.35140号
[28] E.Chiodaroli、E.Feireisl、O.Kreml和E.Wiedemann、\mathcal{A} -免费可压缩欧拉系统的刚度和应用,Ann.Mat.Pura Appl。(4) 196(2017),第4期,1557-1572·Zbl 1382.35201号
[29] F.Christowiak和C.Kreisbeck,单层滑移有限晶体塑性中具有刚性成分的层状材料的均匀化,《计算变量偏微分方程》56(2017),第3期,第75号论文·兹比尔1375.49015
[30] F.Christowiak和C.Kreisbeck,层状结构的渐近刚度及其在均匀化理论中的应用,Arch。定额。机械。分析。235(2020年),第1期,第51-98页·Zbl 1437.49025号
[31] D.Cioranescu、A.Damlamian和G.Griso,《周期展开和均匀化》,C.R.数学。阿卡德。科学。巴黎335(2002),第1期,99-104·Zbl 1001.49016号
[32] D.Cioranescu、A.Damlamian和G.Griso,均匀化中的周期展开方法,SIAM J.数学。分析。40(2008),第4期,1585-1620·兹比尔1167.49013
[33] D.Cioranescu和P.Donato,《均质化简介》,牛津大学。数学。申请。17,牛津大学,纽约,1999年·Zbl 0939.35001号
[34] S.Conti、S.Müller和M.Ortiz,数据驱动有限弹性,Arch。定额。机械。分析。237(2020),编号1,1-33·Zbl 1437.35654号
[35] B.Dacorogna,非线性泛函的弱连续性和弱下半连续性,数学课堂讲稿。柏林施普林格922号,1982年·Zbl 0484.46041号
[36] B.Dacorogna,变分法中的直接方法,应用。数学。科学。柏林施普林格78号,1989年·Zbl 0703.49001号
[37] G.Dal Maso,Γ-收敛导论,Progr。非线性微分方程应用。8,Birkhäuser,波士顿,1993年·Zbl 0816.49001号
[38] G.Dal Maso,有界变形的广义函数,《欧洲数学杂志》。Soc.(JEMS)15(2013),第5期,1943-1997年·Zbl 1271.49029号
[39] E.Davoli、R.Ferreira和C.Kreisbeck,有限晶体塑性层状复合材料模型的BV均匀化,高级计算变量14(2021),第3期,441-473·Zbl 1467.49044号
[40] E.Davoli和I.Fonseca,周期振荡微分约束下积分能量的均匀化,Calc.Var.偏微分方程55(2016)。编号3,文章ID 69·Zbl 1347.49017号
[41] E.Davoli和I.Fonseca,空间相关微分约束下积分能量的周期均匀化,港口数学。73(2016),第4期,279-317·Zbl 1354.49024号
[42] E.Davoli和I.Fonseca,空间相关微分约束下p-growth积分泛函的松弛,数学在力学中的应用趋势,Springer INdAM Ser。27,Springer,Cham(2018),1-21·兹比尔1407.49014
[43] E.Davoli、I.Fonseca和P.Liu,自适应图像处理:一阶PDE约束正则化器和双层训练方案,预印本(2019),https://arxiv.org/abs/1902.01122。
[44] R.Ferreira、I.Fonseca和R.Venkatraman,通过两个尺度的投影收敛实现准晶泛函的均匀化,SIAM J.Math。分析。53(2021),第2期,1785-1817·Zbl 1460.49010号
[45] I.Fonseca和S.Krömer,《微分约束下的多重积分:二尺度收敛和均匀化》,印第安纳大学数学系。J.59(2010),第2期,427-457·Zbl 1198.49011号
[46] I.Fonseca和M.Kružík,由\mathfrak产生的振荡和浓度{A} -免费映射和积分泛函的弱下半连续性,ESAIM控制优化。计算变量16(2010),编号2,472-502·Zbl 1217.49016号
[47] I.Fonseca和G.Leoni,《变分微积分中的现代方法:L^p空间》,Springer Monogr。数学。,施普林格,纽约,2007年·Zbl 1153.49001号
[48] I.丰塞卡和S.米勒,\mathfrak{A} -拟凸性《低半连续性和杨氏测量》,SIAM J.Math。分析。30(1999),第6期,1355-1390·Zbl 0940.49014号
[49] F.Gmeineder和B.Rai,\mathbb的嵌入{A} -弱域上的可微函数,J.Funct。分析。277(2019),第12号,文章ID 108278·Zbl 1440.46031号
[50] F.Gmeineder、B.Rai和J.Van Schaftingen,《关于向量微分算子的极限迹不等式》,印第安纳大学数学系。J.70(2021),第5期,2133-2176·Zbl 1493.46054号
[51] L.Grafakos,经典傅里叶分析,第二版,梯度。数学课文。249,施普林格,纽约,2008年·Zbl 1220.42001号
[52] A.Guerra和B.Rai,关于L^p估计的常秩条件的必要性,C.R.Math。阿卡德。科学。巴黎358(2020),编号9-10,1091-1095·Zbl 1456.26017号
[53] A.Guerra、B.Rai和M.R.I.Schrecker,补偿紧性:最优弱拓扑中的连续性,J.Funct。分析。283(2022),第7号,论文编号109596·Zbl 1521.47076号
[54] D.Gustafson,一类常系数微分算子的广义Poincaré不等式,Proc。阿默尔。数学。Soc.139(2011),第8期,2721-2728·兹比尔1222.35007
[55] M.Heida,随机穿孔域上的随机均匀化,预印本(2020),https://arxiv.org/abs/2001.10373。
[56] T.Kato,关于Schulenberger和Wilcox提出的强制定理,印第安纳大学数学系。J.24(1974/75),979-985·Zbl 0313.47003号
[57] T.Kato,M.Mitrea,G.Ponce和M.Taylor,有界域上无发散向量场的扩张和表示,数学。Res.Lett公司。7(2000),编号5-6,643-650·兹伯利0980.53022
[58] J.Krämer、S.Krömer,M.Kruík和G.Pathó,\mathcal{A} -拟凸性积分泛函的边界和弱下半连续性,Adv.Calc.Var.10(2017),第1期,49-67·Zbl 1366.49014号
[59] C.Kreisbeck和S.Krömer,《异质薄膜:将均匀化和降维与导演相结合》,SIAM J.Math。分析。48(2016),第2期,785-820·Zbl 1343.49024号
[60] C.Kreisbeck和F.Rindler,mathcal上泛函的薄膜极限{A} -免费印第安纳大学数学系向量场。J.64(2015),第5期,1383-1423·Zbl 1333.49029号
[61] J.Kristensen和B.Rai,PDE约束措施序列中的振荡和浓度,预印本(2019年),https://arxiv.org/abs/1912.09190。
[62] J.Matias,M.Morandotti和P.M.Santos,在mathcal背景下线性增长泛函的均匀化{A} -拟凸性,申请。数学。最佳方案。72(2015),第3期,523-547·Zbl 1331.35036号
[63] S.G.Mikhlin,《多维奇异积分和积分方程》,佩加蒙出版社,牛津,1965年·Zbl 0129.07701
[64] F.Murat,《Compacitépar compensation:condition nécessaire et sufficient de continuiteéfaible sous une hythohèse de rang constant》,《科学规范年鉴》。超级的。比萨Cl.Sci。(4) 8(1981),第1期,69-102·Zbl 0464.46034号
[65] G.Nguetseng,同质化理论相关泛函的一般收敛结果,SIAM J.Math。分析。20(1989),第3期,608-623·Zbl 0688.35007号
[66] X.Pellet,L.Scardia和C.I.Zeppieri,高对比度芒福德-沙赫能量的均匀化,SIAM J.Math。分析。51(2019),第3期,1696-1729·兹比尔1428.49014
[67] B.RaiţŤŭ,(L^1)-恒定秩算子的估计,预印本(2018),https://arxiv.org/abs/1811.10057。
[68] B.RaiţŤŭ,Critical\(\rm L}^{p\)-(\rm-BV}^{mathbb{A}\)-映射和取消运算符的可微性,Trans。阿默尔。数学。Soc.372(2019),第10号,7297-7326·Zbl 1429.26019号
[69] B.Rai,mathcal的潜力{A} -拟凸性《计算变量偏微分方程》58(2019),第3期,第105号论文·兹比尔1422.49013
[70] B.Rai和A.Skorobogatova,mathbb{R}^n上n阶连续性和对消算子,计算变量偏微分方程59(2020),第2期,第85号论文·Zbl 1443.47046号
[71] P.M.桑托斯,\mathfrak{A} -拟凸性具有可变系数的Proc。罗伊。Soc.爱丁堡教派。A 134(2004),第6期,1219-1237·Zbl 1061.49014号
[72] L.Scardia,损伤作为反平面线性弹性中微裂缝的Γ极限,数学。模型方法应用。科学。18(2008),第10期,1703-1740·Zbl 1157.74003号
[73] L.Scardia,《损伤作为非穿透约束下线性弹性微裂缝的Γ极限》,《高级计算变量3》(2010),第4期,423-458·Zbl 1200.49013号
[74] M.Šilhaví,非线性电磁弹性的变分方法:凸性条件和存在定理,数学。机械。《固体23》(2018),第6期,907-928·Zbl 1395.74035号
[75] V.P.Smyshlyaev,通过双尺度均匀化在高各向异性周期复合材料中传播和定位弹性波,Mech。马特。41 (2009), 434-447.
[76] E.M.Stein,《谐波分析:实变量方法、正交性和振荡积分》,普林斯顿数学。序列号。43岁,普林斯顿大学,普林斯顿,1993年·Zbl 0821.42001号
[77] J.Van Schaftingen,限制向量场的Sobolev不等式和取消线性微分算子,《欧洲数学杂志》。Soc.(JEMS)15(2013),第3期,877-921·Zbl 1284.46032号
[78] A.Visintin,双尺度收敛的一些性质,Atti Accad。纳粹。Lincei Cl.科学。财政部。Mat.Natur公司。伦德。Lincei(9)材料应用。15(2004),第2期,93-107·Zbl 1225.35031号
[79] A.Visintin,走向双尺度演算,ESAIM控制优化。计算变量12(2006),编号3,371-397·Zbl 1110.35009号
[80] V.V.Zhikov,关于两尺度收敛方法的推广和应用,Sb.Math。191 (2000), 973-1014. ·Zbl 0969.35048号
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