О множестве разрушения решений начально-краевой задачи для системы параболических уравнений с нелокальными граничными условиями

  • Александр Львович Гладков Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь
  • Александр Игоревич Никитин Витебский государственный университет им. П. М. Машерова, Московский проспект, 33, 210038, г. Витебск, Беларусь

Аннотация

Рассматривается система полулинейных параболических уравнений ut = Δг + с1(x,t)vp, vt = Δv + c2(x,t)uq, (x,t) ∈ Ω × (0,+∞), с нелинейными нелокальными граничными условиями ∂u/∂η = ∫k1(x,y,t)um(y,t)dy, ∂v/∂η = ∫Ωk2(x,y,t)vn(y,t)dy, (x,t) ∈ ∂Ω × (0,+∞), и начальными данными u(x,0) = u0(x), v(x,0) = v0(x), x ∈ Ω, где p, q, m, n - положительные постоянные, Ω - ограниченная область в пространстве RN(N ≥ 1) с гладкой границей ∂Ω, η - единичная внешняя нормаль к ∂Ω. Неотрицательные функции ci(x,t),i = 1,2,определены при x ∈ Ω, t ≥ 0, и локально непрерывны по Гёльдеру; неотрицательные непрерывные функции ki(x,y,t),i = 1,2, определены при x ∈ ∂Ω, y ∈ Ω, t ≥ 0; неотрицательные непрерывные функции u0(x),v0(x) определены при x ∈ Ω и удовлетворяют условиям ∂u0(x)/∂η = ∫k1(x,y,0)um0(y)dy, ∂v0(x)/∂η = ∫Ωk2(x,y,0)vn0(y)dy при x ∈ ∂Ω. В работе исследуется множество разрушения классических решений. Для max(p,q) ≤ 1, max(m,n)> 1 и при выполнении определенных условий для коэффициентов ki(x,y,t),i = 1,2 установлено, что решение задачи может разрушаться только на границе ∂Ω.

Биографии авторов

Александр Львович Гладков, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Республика Беларусь

доктор физико-математических наук, профессор; заведующий кафедрой математической кибернетики механико-математического факультета

Александр Игоревич Никитин, Витебский государственный университет им. П. М. Машерова, Московский проспект, 33, 210038, г. Витебск, Беларусь

преподаватель кафедры прикладного и системного программирования факультета математики и информационных технологий

Литература

  1. Cui Z, Yang Z. Roles of weight functions to a nonlinear porous medium equation with nonlocal source and nonlocal boundary condition. Journal of Mathematical Analysis Applications. 2008;342(1):559–570. DOI: 10.1016/j.jmaa.2007.11.055.
  2. Cui Z, Yang Z, Zhang R. Blow-up of solutions for nonlinear parabolic equation with nonlocal source and nonlocal boundary condition. Applied of Mathematics and Computation. 2013;224:1–8. DOI: 10.1016/j.amc.2013.08.044.
  3. Deng K, Dong Z. Blow-up for the equation with a general memory boundary condition. Communications on Pure and Applied Analysis. 2012;11:2147–2156.
  4. Fang ZB, Zhang J. Global existence and blow-up of solutions for p-Laplacian evolution equation with nonlinear memory term and nonlocal boundary condition. Boundary Value Problem. 2014;2014(1):8. DOI: 10.1186/1687-2770-2014-8.
  5. Gao Y, Gao W. Existence and blow-up of solutions for a porous medium equation with nonlocal boundary condition. Applicable Analysis. 2011;90(5):799–809.
  6. Gladkov A, Guedda M. Blow-up problem for semilinear heat equation with absorption and a nonlocal boundary condition. Nonlinear Analysis. 2011;74(13):4573–4580. DOI: 10.1016/j.na.2011.04.027.
  7. Gladkov A, Kim KI. Blow-up of solutions for semilinear heat equation with nonlinear nonlocal boundary condition. Journal of Mathematical Analysis and Applications. 2008;338(1):264–273. DOI: 10.1016/j.jmaa.2007.05.028.
  8. Pao CV. Asimptotic behavior of solutions of reaction-diffusion equations with nonlocal boundary conditions. Journal of Mathematical Analysis and Applications. 1998;88(1):225–238. DOI: 10.1016/S0377-0427(97)00215-X.
  9. Wang Y, Mu C, Xiang Z. Blowup of solutions to a porous medium equation with nonlocal boundary condition. Applied of Mathematics and Computation. 2007;192(2):579–585. DOI: 10.1076/j.amc.2007.03.036.
  10. Yang L, Fan C. Global existence and blow-up of solutions to a degenerate parabolic system with nonlocal sources and nonlocal boundaries. Monatshefte für Mathematik. 2014;174:493–510.
  11. Ye Z, Xu X. Global existence and blow-up for a porous medium system with nonlocal boundary conditions and nonlocal sources. Nonlinear Analysis: Theory, Methods and Applications. 2013;82:115–126. DOI: 10.1016/j.na.2013.01.004.
  12. Yin HM. On a class of parabolic equations with nonlocal boundary conditions. Journal of Mathematical Analysis and Applications. 2004;294(2):712–728. DOI: 10.1016/j.jmaa.2004.03.021.
  13. Zheng S, Kong I. Roles of weight functions in a nonlinear nonlocal parabolic system. Nonlinear Analysis: Theory, Methods and Applications. 2008;68(8):2406–2416. DOI: 10.1016/j.na.2007.01.067.
  14. Gladkov A, Kavitova T. Blow-up problem for semilinear heat equation with nonlinear nonlocal boundary condition. Applicable Analysis. 2016;95(9):1974–1988. DOI: 10.1080/00036811.2015.1080353.
  15. Gladkov A, Kavitova T. Initial boundary value problem for a semilinear parabolic equation with nonlinear nonlocal boundary conditions. Ukrainian Mathematics Journal. 2016;68(2):179 –192. DOI: 10.1007/s11253-016-1217-2.
  16. Nikitin AI. Local existence of solutions of the initial-boundary value problem for the system of semilinear parabolic equations with nonlinear nonlocal boundary conditions. Vesnik VDU. 2015;5:14 –19. Russian.
  17. Gladkov AL, Nikitin AI. On global existence of solutions of initial boundary value problem for a system of semilinear parabo lic equations with nonlinear nonlocal Neumann boundary conditions. Differentsialʼnye uravneniya. 2018;54(1):88–107. DOI: 10.1134/ S0374064118010089. Russian.
  18. Kahane CS. On the asymptotic behavior of solutions of parabolic equations. Czechoslovak Mathematics Journal. 1983;33(2): 262–285.
  19. Hu B, Yin HM. Critical exponents for a system of heat equations coupled in a non-linear boundary condition. Mathematical Methods in the Applied Sciences. 1996;19(14):1099–1120. DOI: 10.1002/(SICI)1099-1476(19960925)19:14<1099::AID-MMA780> 3.0.CO;2-J.
  20. Deng K, Zhao CL. Blow-up for a parabolic system coupled in an equation and a boundary condition. Proceedings of the Royal Society of Edinburg Section A. 2001;131(6):1345–1355. DOI: 10.1017/S0308210500001426.
  21. Hu B, Yin HM. The profile near blowup time for solution of the heat equation with a nonlinear boundary condition. Transactions American Mathematical Society. 1994;346(1):117–135. DOI: 10.1090/S0002-9947-1994-1270664-3.
Опубликован
2019-01-19
Ключевые слова: система полулинейных параболических уравнений, нелокальные граничные условия, множество разрушения
Как цитировать
Гладков, А. Л., & Никитин, А. И. (2019). О множестве разрушения решений начально-краевой задачи для системы параболических уравнений с нелокальными граничными условиями. Журнал Белорусского государственного университета. Математика. Информатика, 2, 17-24. Доступно по https://journals.bsu.by/index.php/mathematics/article/view/780
Раздел
Дифференциальные уравнения и оптимальное управление