具有非局部反应项的非线性抛物方程解的整体存在性与爆破问题
2012-07-14严正香胡洪安
严正香,胡洪安,李 煜
(1.信阳职业技术学院,河南 信阳464000;2.周口师范学院,河南周口466000;3.东南大学,江苏 南京211100)
本文研究来自于核反应动力学理论的非线性抛物微分-积分方程的整体解和爆破问题:

式中:m,p,q>0;Ω为RN中的光滑有界区域.方程(1)虽然直接来自于核反应动力学理论,也可用来描述林学中的树木生长规律.
自然界中许多现象都可归结为非局部数学的问题.Bebernes和Bressan[1]研究了燃烧理论中可压气流的非局部反应扩散方程;Pao研究了由燃烧理论导出的非局部反应扩散方程.这些方程分为2类:一类是含有时间非局部积分源项的抛物方程;另一类是具有空空非局部积分源项的方程.第一类方程已经有了相当多的结果,例如:

式中:V(x)表示物理位势;|Ω|表示集合Ω的测度.此外,方程(2)源自于等离子体物理的Hartree-Fock理论;方程(3)描述了可压流理想气体的热反应特矾;方程(4)描述了某种化学晶格司的相互作用[1~4].
王明新,王术和谢春红研究了下面非局部抛物方程组的临界指标问题:

式中:pi≥ 0,σi,ri≥ 1,pi+ri> 1(i=1,2);u0(x),v0(x) ≥ 0 及 u0(x),v0(x) ∈ Lσ1(RN) ∩Lσ2(RN)∩L∞(RN).他们得到了下面的结果:

方程(1)在m=1,p,q > 1的情形下,Daisuke Hirate[3]利用特征函数法和比较定理,证明了下面结果:
对于大初值,方程(1)的解在有限时间爆破,然而,对于小初值,存在整体解.
若u0(x)>0(x∈Ω),那么由经典的抛物方程理论,方程(1)存在唯一解 u(x,t)∈ C2,1(Ω ×(0,T)),u(x,t) > 0.其中,T 是u(x,t)的最大存在时间.进而,若T<∞,则,解u(x,t)在有限时间爆破,即

受Daisuke Hirata工作的启发,本文的目标是研究更一般的情形,结果如下:
(1)若0<p+q≤1,那么方程(1)所有正解整体存在;
(2)当p+q>1时,有3种情形如下:
(i)若m >p+q,则方程(1)所有正……
