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地球物理中的巴克斯问题:分数Sobolev空间中偶极子附近的解决方案。 (英语) Zbl 1486.35150号

小结:我们考虑地球物理学中的巴克斯问题。这包括在地球表面测量相关场的强度时,重建地球外部的谐波电位。因此,边界条件是(严重)非线性的。万有引力的情况是完全可以理解的。它包括单极子附近的局部分辨率,即点质量产生的电势。在本文中,我们考虑地磁情况。这包括将所谓偶极子附近的场强线性化,偶极子是一种模拟磁铁螺线管电势的谐波函数。该问题相当困难,因为与线性化问题相关的求解算子通常是无界的。事实上,巴克斯问题在这个框架中的存在结果在文献中并不存在。在这项工作中,我们在轴向对称的情况下局部解决了地磁版本的巴克斯问题。用数学术语,我们证明了球面外部存在调和函数,给定(边界)场的强度与偶极子的强度足够接近,并且具有偶极子相同的轴对称性。我们还表明,可以通过规定球体赤道圈上电势的平均值来选择独特的解。我们得到这些解作为球谐级数。函数框架需要使用球面上的分数Sobolev-Hilbert空间,并赋予其谱范数。一个关键的组成部分是合适子空间的代数结构。

MSC公司:

35J05型 拉普拉斯算子、亥姆霍兹方程(约化波动方程)、泊松方程
35J65型 线性椭圆方程的非线性边值问题
86A25型 地电和地磁
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